DE102019205488A1 - Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) für ein serielles Bussystem (100) und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem (100) bereitgestellt. Die Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) hat eine Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Bussystems (100), eine Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden eines von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) erzeugten Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) in einem Rahmen (450; 460) auf einen Bus (40) des Bussystems (100), und eine Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) zur Planung eines zeitlichen Zugriffs der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in mindestens einem Zeitschlitz (S1 bis S4) einer Runde (C) von zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (S1 bis S4), wobei in einer Runde (C) für jede Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) zum Senden ihres Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) mindestens ein Zeitschlitz (S1 bis S4) vorgesehen ist und sich die Runde (C) zyklisch wiederholt, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, unter Verwendung mindestens einer von dem Bus (40) empfangenen Information eine Zuordnung zu bestimmen, die festlegt, welchen Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden des Rahmens (450; 460) für das Sendesignal (TX1; TX2; TX3; TX4) auf den Bus (40) verwenden darf.A subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) for a serial bus system (100) and a method for communication in a serial bus system (100) are provided. The subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) has a communication control device (11; 21; 31) for controlling communication between the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) with at least one other subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus system (100), a transmitting / receiving device (12; 22; 32) for transmitting a transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) generated by the communication control device (11; 21; 31) in one Frame (450; 460) on a bus (40) of the bus system (100), and a time planning unit (15; 25; 35) for planning a temporal access of the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) to the bus ( 40) in at least one time slot (S1 to S4) of a round (C) of successive time slots (S1 to S4), with each subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (10; 20; 30; 1 to 4) in a round (C) 40) at least one time slot (S1 to S4) is provided for sending its transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) and the round (C) is repeated cyclically, and wob ei the scheduling unit (15; 25; 35) is designed to use at least one item of information received from the bus (40) to determine an assignment which defines which time slot (S1 to S4) of the round (C) the transmitting / receiving device (12; 22; 32) for Sending the frame (450; 460) for the transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) on the bus (40) is allowed to use.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem, mit welchen eine Kommunikation für echtzeitkritische Anwendungen möglich ist.The present invention relates to a subscriber station for a serial bus system and a method for communication in a serial bus system with which communication is possible for real-time-critical applications.

Stand der TechnikState of the art

Für die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten, beispielsweise in Fahrzeugen, wird aus Kostengründen anstelle einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung derzeit immer häufiger ein Bussystem eingesetzt, in welchem Daten als Nachrichten im Standard ISO11898-1:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD übertragen werden. Die Nachrichten werden zwischen den Teilnehmerstationen des Bussystems, wie Sensor, Steuergerät, Geber, usw., übertragen. Hierbei wird CAN FD derzeit in der Einführungsphase im ersten Schritt meist mit einer Daten-Bitrate von 2Mbit/s bei der Übertragung von Bits des Datenfelds und mit einer Arbitrations-Bitrate von 500kbit/s bei der Übertragung von Bits des Arbitrationsfelds im Fahrzeug eingesetzt.For the communication between sensors and control units, for example in vehicles, for cost reasons, instead of a point-to-point connection, a bus system is currently being used more and more frequently, in which data as messages in the ISO11898-1: 2015 standard as a CAN protocol specification with CAN FD are transferred. The messages are transmitted between the subscriber stations of the bus system, such as sensors, control units, transmitters, etc. Here, CAN FD is currently used in the introductory phase in the first step mostly with a data bit rate of 2 Mbit / s for the transmission of bits of the data field and with an arbitration bit rate of 500 kbit / s for the transmission of bits of the arbitration field in the vehicle.

Zur Vermeidung von Kollisionen von Nachrichten verschiedener Teilnehmerstationen am Bus wird bei CAN das CSMA/CR-Verfahren (CR=Collision Resolution) verwendet. Hierdurch werden Kollisionen mit einer sogenannten Arbitration am Anfang einer Nachricht bzw. eines Rahmens aufgelöst. Bei der Arbitration wird ein Identifizierer (Identifier = ID) dahingehend ausgewertet, welche Nachricht als nächstes gesendet werden darf. Hierbei setzt sich die Nachricht bzw. der Rahmen durch, welche den Identifizierer mit der höchsten Priorität hat. Das entspricht einer strikten Prioritäts-Zeitplanung (Strict-Priority Scheduling). Dies ist für viele Anwendungsfälle im autonomen Fahrzeug ausreichend.To avoid collisions of messages from different subscriber stations on the bus, the CSMA / CR method (CR = Collision Resolution) is used with CAN. This resolves collisions with so-called arbitration at the beginning of a message or a frame. In the case of arbitration, an identifier (identifier = ID) is evaluated to determine which message may be sent next. The message or the frame that has the identifier with the highest priority prevails. This corresponds to strict priority scheduling. This is sufficient for many applications in the autonomous vehicle.

Die Arbitration bewirkt jedoch, dass derzeitige CAN-basierte Bussysteme für Anwendungsfälle, die einen 100% deterministischen Buszugriff benötigen, also eine Garantie, dass eine Teilnehmerstation des Bussystems zu einer gewissen Zeit auf jeden Fall eine Nachricht bzw. einen Rahmen senden kann, derzeit nicht verwendbar ist.However, the arbitration means that current CAN-based bus systems cannot currently be used for applications that require 100% deterministic bus access, i.e. a guarantee that a subscriber station of the bus system can definitely send a message or a frame at a certain time is.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, welche bei einer Kommunikation für echtzeitkritische Anwendungen verwendbar sind und bei denen insbesondere ein 100% deterministischer Buszugriff möglich ist.It is therefore the object of the present invention to provide a subscriber station for a serial bus system and a method for communication in a serial bus system which solve the aforementioned problems. In particular, a subscriber station for a serial bus system and a method for communication in a serial bus system are to be provided which can be used in communication for real-time-critical applications and in which, in particular, 100% deterministic bus access is possible.

Die Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Teilnehmerstation hat eine Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems, eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden eines von der Kommunikationssteuereinrichtung erzeugten Sendesignals in einem Rahmen auf einen Bus des Bussystems, und eine Zeitplanungseinheit zur Planung eines zeitlichen Zugriffs der Teilnehmerstation auf den Bus in mindestens einem Zeitschlitz einer Runde von zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen, wobei in einer Runde für jede Teilnehmerstation des Busses zum Senden ihres Sendesignals mindestens ein Zeitschlitz vorgesehen ist und sich die Runde zyklisch wiederholt, und wobei die Zeitplanungseinheit ausgestaltet ist, unter Verwendung mindestens einer von dem Bus empfangenen Information eine Zuordnung zu bestimmen, die festlegt, welchen Zeitschlitz der Runde die Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden des Rahmens für das Sendesignal auf den Bus verwenden darf.The object is achieved by a subscriber station for a serial bus system with the features of claim 1. The subscriber station has a communication control device for controlling communication of the subscriber station with at least one other subscriber station of the bus system, a transmitting / receiving device for transmitting a transmission signal generated by the communication control device in a frame on a bus of the bus system, and a time planning unit for planning a time access of the Subscriber station on the bus in at least one time slot of a round of consecutive time slots, with at least one time slot being provided in a round for each subscriber station of the bus for sending its transmission signal and the round being repeated cyclically, and the scheduling unit being designed using at least to determine an assignment of information received from the bus which defines which time slot of the round the transmitting / receiving device is allowed to use to transmit the frame for the transmission signal on the bus.

In einem Bussystem, an das zuvor beschriebene Teilnehmerstationen angeschlossen sind, wird sichergestellt, dass jede Teilnehmerstation deterministisch auf den Bus
zugreifen kann. Demzufolge erhält jede der Teilnehmerstationen zumindest für die Zeit, in der deterministisch auf den Bus zugegriffen werden soll, eine garantierte minimale Kommunikationsbandbreite am Bus. Damit lassen sich echtzeitkritische Anwendungen auch mit einem CAN-basierten Bussystem realisieren.
Die Teilnehmerstation kann bei jedem Kommunikationsprotokoll, das nach dem CSMA/CR-Verfahren arbeitet, beispielsweise bei jedem CAN-basierten Kommunikationsprotokoll, jedoch insbesondere bei CAN XL, einem CAN FD Nachfolger, zum Einsatz kommen.
In a bus system to which the subscriber stations described above are connected, it is ensured that each subscriber station is deterministically on the bus
can access. As a result, each of the subscriber stations receives a guaranteed minimum communication bandwidth on the bus, at least for the time in which the bus is to be accessed deterministically. This means that real-time-critical applications can also be implemented with a CAN-based bus system.
The subscriber station can be used with any communication protocol that works according to the CSMA / CR method, for example with any CAN-based communication protocol, but in particular with CAN XL, a CAN FD successor.

Bei der beschriebenen Teilnehmerstation ist auch sehr vorteilhaft, dass die Funktion der deterministischen Zeitplanung, was auch als „deterministisches Scheduling“ bezeichnet werden kann, für den deterministischen Buszugriff bei Bedarf aktivierbar ist, auch im laufenden Betrieb. Dadurch ist die Teilnehmerstation zur Durchführung von zwei verschiedenen Kommunikationsverfahren ausgestaltet, nämlich zur Durchführung von entweder einem CSMA/CR-Verfahren, das ein „Strict-Priority Scheduling“ realisiert, oder einem CSMA/CR-Verfahren mit zusätzlicher deterministischer Zeitplanung. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber Bussystemen, in welchen nur jeweils eines der genannten Kommunikationsverfahren möglich ist, wie beispielsweise 10BASE-T1S, Flexray, usw.. Ein weiterer sehr großer Vorteil ist, dass der hier beschriebene Ansatz wesentlich einfacher in der Konfiguration und Nutzung ist als bei bisherigen Verfahren.In the case of the subscriber station described, it is also very advantageous that the function of deterministic scheduling, which can also be referred to as “deterministic scheduling”, can be activated for deterministic bus access when required, even during operation. As a result, the subscriber station is designed to carry out two different communication methods, namely to carry out either a CSMA / CR method that implements “strict priority scheduling” or a CSMA / CR method with additional deterministic scheduling. This is a great advantage over bus systems in which only one of the communication methods mentioned is possible, such as 10BASE-T1S, Flexray, etc. Another very great advantage is that the approach described here is much easier to configure and use than with previous methods.

Die beschriebene Teilnehmerstation ist derart ausgestaltet, dass sie mit den anderen Teilnehmerstationen am Bus selbst organisiert, welche Teilnehmerstation die nächste Nachricht senden darf. Dadurch ist die Konfiguration der Teilnehmerstation und des zugehörigen Bussystems selbstorganisierend. Dies gestaltet die Konfiguration sehr unaufwändig. Im Ergebnis entsteht kaum zusätzlicher Einarbeitungsaufwand von Personal zur Konfiguration des Bussystems und der Teilnehmerstation.The subscriber station described is designed in such a way that, together with the other subscriber stations on the bus, it organizes which subscriber station is allowed to send the next message. As a result, the configuration of the subscriber station and the associated bus system is self-organizing. This makes the configuration very uncomplicated. As a result, there is hardly any additional training effort for staff to configure the bus system and the subscriber station.

Ein zusätzlicher Vorteil der Teilnehmerstation liegt darin, dass kein „Single Point of Failure“ möglich ist, wie dies bei dem für 10BASE-T1S notwendigen Masterknoten der Fall ist. Das heißt, wenn eine Teilnehmerstation wegen einem Defekt ausfällt und deshalb nichts mehr sendet, hat das keine negativen Auswirkungen auf die Kommunikation am Bus.An additional advantage of the subscriber station is that no “single point of failure” is possible, as is the case with the master node required for 10BASE-T1S. This means that if a subscriber station fails due to a defect and therefore no longer sends anything, this has no negative effects on communication on the bus.

Die Teilnehmerstation kann je nach realisierter Variante der deterministischen Zeitplanung entweder die gleichen maximalen Verzögerungen (Worst-Case Delays) wie PLCA von 10BASE-T1S oder um ca. 50% kürzere maximale Verzögerungen (Worst-Case Delays) als PLCA von 10BASE-T1S liefern.Depending on the implemented variant of the deterministic time planning, the subscriber station can either deliver the same maximum delays (worst-case delays) as PLCA from 10BASE-T1S or approximately 50% shorter maximum delays (worst-case delays) than PLCA from 10BASE-T1S.

Noch dazu ist es möglich, die Teilnehmerstation je nach Anwendung oder Wunsch um viele Zusatzfunktionen zu erweitern, da die Arbitration immer zur Verfügung steht. Beispielsweise ist zum Senden die Nutzung eines ungenutzten Zeitschlitzes einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems möglich. Möglich ist auch, dass ein gewichtetes zyklisches Senden (Weighted Round Robin) realisiert ist, bei welchem manche Teilnehmerstationen mehr Nachrichten pro Zyklus bzw. Runde senden dürfen als andere Teilnehmerstationen. Eine andere Option ist, dass eine Teilnehmerstation des Bussystems in ihrem Zeitschlitz, der auch Slot genannt wird, während einer Runde anstatt einer Nachricht maximaler Länge auch mehrere kürzere Nachrichten schicken kann. Dies ermöglicht Fairness hinsichtlich der auf dem Bus verfügbaren Bandbreite, anstatt nur hinsichtlich der Zahl der von jeder Teilnehmerstation gesendeten oder sendbaren Nachrichten.In addition, it is possible to expand the subscriber station with many additional functions depending on the application or request, since the arbitration is always available. For example, it is possible to use an unused time slot of another subscriber station of the bus system for sending. It is also possible that a weighted cyclical sending (weighted round robin) is implemented, in which some subscriber stations are allowed to send more messages per cycle or round than other subscriber stations. Another option is that a subscriber station of the bus system can also send several shorter messages in its time slot, which is also called slot, instead of one message of maximum length. This enables fairness with regard to the bandwidth available on the bus, instead of only with regard to the number of messages sent or sendable by each subscriber station.

Als Folge davon kann mit der Teilnehmerstation ein Senden und Empfangen der Nachrichten mit großer Flexibilität im Hinblick auf den Buszugriff realisiert werden und damit lassen sich eine sehr große Palette an Dienstgüteanforderungen und damit auch Anwendungen realisieren.As a result, the subscriber station can send and receive messages with great flexibility with regard to bus access, and thus a very wide range of quality of service requirements and thus also applications can be implemented.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further refinements of the subscriber station are given in the dependent claims.

Möglicherweise ist die mindestens eine von dem Bus empfangene Information ein den Start der Runde mitteilender Rahmen, wobei die mindestens eine von dem Bus empfangene Information zudem einen Rahmen-Identifizierer und/oder eine Zuordnung der Zeitschlitze einer Runde zu den Teilnehmerstationen des Busses und/oder die Information umfasst, welche der Teilnehmerstationen des Busses derzeit sendet.Possibly the at least one piece of information received from the bus is a frame notifying the start of the round, the at least one piece of information received from the bus also being a frame identifier and / or an assignment of the time slots of a round to the subscriber stations of the bus and / or the Information includes which of the subscriber stations of the bus is currently transmitting.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Zeitplanungseinheit ausgestaltet, als die mindestens eine von dem Bus empfangene Information zumindest den den Start der Runde mitteilenden Rahmen zu verwenden und einen Rahmen-Identifizierer eines Senders eines vom Bus empfangenen Rahmens auszuwerten.According to an exemplary embodiment, the time planning unit is designed to use at least the frame informing the start of the round as the at least one item of information received from the bus and to evaluate a frame identifier of a sender of a frame received from the bus.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Zeitplanungseinheit ausgestaltet, ein Datenfeld des den Start der Runde mitteilenden Rahmens auszuwerten, in welchem die mindestens eine von dem Bus empfangene Information angeordnet ist.According to another exemplary embodiment, the time planning unit is designed to evaluate a data field of the frame informing the start of the round in which the at least one item of information received from the bus is arranged.

Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Zeitplanungseinheit ausgestaltet, abzuwarten, bis die Kommunikationssteuereinrichtung einen den Start der Runde mitteilenden Rahmen von dem Bus empfangen hat, und daran anschließend mit den anderen Teilnehmerstationen des Busses im Betrieb des Bussystems unter Verwendung einer Priorität des Sendesignals festzulegen, welchen Zeitschlitz der Runde die Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden des Rahmens für das Sendesignal auf den Bus verwenden darf.According to yet another exemplary embodiment, the time planning unit is designed to wait until the communication control device has received a frame from the bus that notifies the start of the round, and then to determine which of the other subscriber stations of the bus is operating the bus system using a priority of the transmission signal Time slot of the round the transmitting / receiving device is allowed to use to transmit the frame for the transmission signal on the bus.

Denkbar ist, dass die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet ist, zumindest in einer Einschaltphase des Busses den Rahmen in eine erste Kommunikationsphase und eine zweite Kommunikationsphase aufzuteilen, wobei in der ersten Kommunikationsphase ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen des Busses in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus bekommt.It is conceivable that the communication control device is configured to divide the frame into a first communication phase and a second communication phase at least in a switch-on phase of the bus, with which of the subscriber stations of the bus is negotiated in the first communication phase in the subsequent second Communication phase gets an at least temporarily exclusive, collision-free access to the bus.

Möglicherweise ist die Anzahl der Zeitschlitze pro Runde größer als die Anzahl der Zeitschlitze, die den Teilnehmerstationen des Busses pro Runde zugeordnet sind, wobei in einem Zeitschlitz, der keiner der Teilnehmerstationen des Busses zugeordnet ist, in der ersten Kommunikationsphase ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen des Busses in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus bekommt.The number of time slots per lap is possibly greater than the number of time slots that are assigned to the subscriber stations of the bus per lap, with which of the subscriber stations of the bus is negotiated in the first communication phase in a time slot that is not assigned to any of the subscriber stations of the bus Bus gets an at least temporarily exclusive, collision-free access to the bus in the subsequent second communication phase.

Optional ist die minimale Dauer eines Zeitschlitzes als eine Bitzeit eines Bits der ersten Kommunikationsphase wählbar. Hierbei ist die Zeitplanungseinheit optional ausgestaltet, in einem Zeitschlitz, der der Teilnehmerstation zugeordnet ist, einen Rahmen mit einer Priorität zu senden, die höher ist als eine Priorität eines Rahmens, welchen die Zeitplanungseinheit ausgestaltet ist, in einem Zeitschlitz zu senden, der einer anderen Teilnehmerstation des Busses zugeordnet ist.The minimum duration of a time slot can optionally be selected as a bit time of a bit in the first communication phase. Here, the scheduling unit is optionally designed to send a frame in a time slot assigned to the subscriber station with a priority that is higher than a priority of a frame which the scheduling unit is designed to send in a time slot that of another subscriber station of the bus.

Denkbar ist alternativ, dass die minimale Dauer eines Zeitschlitzes zwei Bitzeiten eines Bits der ersten Kommunikationsphase ist, wobei die Zeitplanungseinheit ausgestaltet ist, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation auf den Bus in dem zweiten Bit eines Zeitschlitzes der Runde freizugeben, wenn die Teilnehmerstation oder eine andere Teilnehmerstation des Busses in dem ersten Bit des Zeitschlitzes ihre Sendegelegenheit ungenutzt verstreichen lässt.Alternatively, it is conceivable that the minimum duration of a time slot is two bit times of a bit of the first communication phase, the time planning unit being designed to enable the subscriber station to access the bus in the second bit of a time slot of the round when the subscriber station or another subscriber station of the bus in the first bit of the time slot lets its transmission opportunity pass unused.

Gemäß einer speziellen Ausführungsvariante weist die Zeitplanungseinheit ein Zählmodul auf, das ausgestaltet ist, seinen Zählwert bei jedem von dem Bus empfangenen Rahmen zu inkrementieren und bei jeder für einen Zeitschlitz ungenutzt verstrichenen Sendegelegenheit zu inkrementieren, wobei das Zählmodul ausgestaltet ist, seinen Zählwert auf 1 zu setzen, wenn der den Start der Runde mitteilende Rahmen empfangen wurde.According to a special embodiment variant, the time planning unit has a counting module which is designed to increment its count value for each frame received by the bus and to increment it for each transmission opportunity that has passed unused for a time slot, the counting module being designed to set its count value to 1 when the frame notifying the start of the round has been received.

Hierbei kann das Zählmodul ausgestaltet sein, seinen Zählwert bei jedem von dem Bus empfangenen Rahmen nach Empfang eines Bits zu inkrementieren, welches den Anfang eines Rahmens signalisiert, auch wenn der Rahmen später von der den Rahmen sendenden Teilnehmerstation wegen eines Fehlers abgebrochen wird. Hierbei kann die Zeitplanungseinheit ausgestaltet sein, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation auf den Bus für den nächsten Zeitschlitz der Runde freizugeben, wenn der Zählwert des Zählmoduls gleich der der Teilnehmerstation zugeordneten Nummer des Zeitschlitzes ist.The counting module can be designed to increment its count value for each frame received by the bus after receiving a bit which signals the start of a frame, even if the frame is later aborted by the subscriber station sending the frame due to an error. In this case, the time planning unit can be designed to enable the subscriber station to access the bus for the next time slot of the round if the count value of the counting module is equal to the number of the time slot assigned to the subscriber station.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Zeitplanungseinheit ausgestaltet, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation auf den Bus in einem Zeitschlitz der Runde freizugeben, wenn eine andere Teilnehmerstation des Busses ihre Sendegelegenheit ungenutzt verstreichen lässt.According to one exemplary embodiment, the time planning unit is designed to enable temporal access by the subscriber station to the bus in a time slot of the round if another subscriber station on the bus lets its transmission opportunity pass unused.

Möglicherweise ist die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet, in dem Sendesignal eine Teilnehmerstation-Nummer anzuordnen, die auf dem Bus exklusiv der Teilnehmerstation zugeordnet ist, wobei die Zeitplanungseinheit zur Freigabe eines zeitlichen Zugriffs der Teilnehmerstation auf den Bus in dem der Teilnehmerstation zugeordneten Zeitschlitz der Runde ausgestaltet ist, wenn die Zeitplanungseinheit eine Teilnehmerstation-Nummer in einem von dem Bus empfangenen Rahmen auswerten kann. Auf diese Weise kann die Zeitplanungseinheit mit dieser Information den eigenen Zeitschlitz ermitteln.Possibly the communication control device is designed to arrange a subscriber station number in the transmission signal which is exclusively assigned to the subscriber station on the bus, the time planning unit being designed to enable temporal access of the subscriber station to the bus in the time slot of the round assigned to the subscriber station if the time planning unit can evaluate a subscriber station number in a frame received from the bus. In this way, the time planning unit can use this information to determine its own time slot.

In einer Ausgestaltung kann die Anzahl der Zeitschlitze, die der Teilnehmerstation pro Runde zugeordnet sind, zumindest zeitweise ungleich einer Anzahl von Zeitschlitzen sein, die einer anderen Teilnehmerstation des Busses pro Runde zugeordnet sind.In one embodiment, the number of time slots that are assigned to the subscriber station per lap can be at least temporarily unequal to a number of time slots that are assigned to another subscriber station of the bus per lap.

In einer anderen Ausgestaltung kann die Teilnehmerstation ausgestaltet sein, pro Zeitschlitz mehr als einen Rahmen auf den Bus zu senden. Zusätzlich oder alternativ ist die Anzahl der Rahmen, welche die Teilnehmerstation pro Zeitschlitz auf den Bus senden darf, zumindest zeitweise ungleich einer Anzahl von Rahmen, die eine andere Teilnehmerstation des Busses pro Zeitschlitz auf den Bus senden darf.In another embodiment, the subscriber station can be configured to send more than one frame on the bus per time slot. Additionally or alternatively, the number of frames that the subscriber station is allowed to send on the bus per time slot is at least temporarily unequal to a number of frames that another subscriber station of the bus is allowed to send on the bus per time slot.

Optional ist die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet, am Anfang eines rezessiven Bits in dem der Teilnehmerstation zugeordneten Zeitschlitz einen Dominantpuls zu senden, der kürzer als die Bitzeit des rezessiven Bits ist, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung ihre Sendegelegenheit ungenutzt verstreichen lässt.Optionally, the communication control device is designed to send a dominant pulse at the beginning of a recessive bit in the time slot assigned to the subscriber station, which is shorter than the bit time of the recessive bit if the communication control device lets its transmission opportunity pass unused.

Gemäß einer anderen Option ist die Teilnehmerstation derart ausgestaltet, dass die Zeitplanungseinheit je nach zeitlichen Anforderungen an die Kommunikation auf dem Bus ein- oder ausschaltbar ist, oder dass ein Betriebsmodus der Zeitplanungseinheit durch Konfiguration von vorbestimmten Parametern im laufenden Betrieb des Bussystems änderbar ist, wobei der Betriebsmodus der Zeitplanungseinheit einen vorbestimmten Modus einer Kommunikation auf dem Bus festlegt.According to another option, the subscriber station is designed in such a way that the time planning unit can be switched on or off depending on the time requirements for communication on the bus, or that an operating mode of the time planning unit can be changed by configuring predetermined parameters during operation of the bus system, the Operating mode of the scheduling unit defines a predetermined mode of communication on the bus.

Zumindest zwei der zuvor beschriebenen Teilnehmerstationen können Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus umfasst, wobei die mindestens zwei Teilnehmerstationen über den Bus derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können. Hierbei kann mindestens eine der Teilnehmerstationen eine Master-Teilnehmerstation sein zum Senden eines Rahmens, welcher den mindestens zwei Teilnehmerstationen den Start einer Runde einer Kommunikation auf dem Bus mitteilt,
wobei optional mindestens ein Backup-Master zum zusätzlichen Ausführen der Funktion der Master-Teilnehmerstation auf dem Bus vorgesehen ist. Somit kann eine Teilnehmerstation gleichzeitig als Teilnehmer und als Master fungieren.
At least two of the subscriber stations described above can be part of a bus system which also comprises a bus, the at least two subscriber stations being connected to one another via the bus in such a way that they can communicate with one another serially. Here, at least one of the subscriber stations can be a master subscriber station for sending a frame which informs the at least two subscriber stations of the start of a round of communication on the bus,
at least one backup master optionally being provided for additionally performing the function of the master subscriber station on the bus. A subscriber station can thus act as a subscriber and as a master at the same time.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 20 gelöst. Das Verfahren wird mit einer Teilnehmerstation des Bussystems ausgeführt, die eine Kommunikationssteuereinrichtung und eine Sende-/Empfangseinrichtung aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Steuern, mit einer Kommunikationssteuereinrichtung, einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems, und Senden, mit einer Sende-/Empfangseinrichtung, eines von der Kommunikationssteuereinrichtung erzeugten Sendesignals in einem Rahmen auf einen Bus des Bussystems gemäß der Planung einer Zeitplanungseinheit, welche einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation auf den Bus in mindestens einem Zeitschlitz einer Runde von zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen plant, wobei in einer Runde für jede Teilnehmerstation des Busses zum Senden ihres Sendesignals mindestens ein Zeitschlitz vorgesehen ist und sich die Runde zyklisch wiederholt, und wobei die Zeitplanungseinheit unter Verwendung mindestens einer von dem Bus empfangenen Information eine Zuordnung bestimmt, die festlegt, welchen Zeitschlitz der Runde die Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden des Rahmens für das Sendesignal auf den Bus verwenden darf.The aforementioned object is also achieved by a method for communication in a serial bus system according to claim 20. The method is carried out with a subscriber station of the bus system, which has a communication control device and a transmitting / receiving device, the method comprising the steps of controlling, with a communication control device, communication of the subscriber station with at least one other subscriber station of the bus system, and sending with a transmitting / receiving device, a transmission signal generated by the communication control device in a frame on a bus of the bus system according to the planning of a time planning unit, which plans a time slot of the subscriber station on the bus in at least one time slot of a round of successive time slots, in one Round for each subscriber station of the bus at least one time slot is provided for sending its transmission signal and the round is repeated cyclically, and wherein the time planning unit using at least one received from the bus formation determines an assignment that determines which time slot of the round the transmitting / receiving device is allowed to use to transmit the frame for the transmission signal on the bus.

Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Teilnehmerstation genannt sind.The method offers the same advantages as mentioned above with regard to the subscriber station.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

  • 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus von Nachrichten, die von Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet werden können;
  • 3 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in dem Bussystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in dem Bussystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, nachdem eine Teilnehmerstation wieder aufgeweckt wurde;
  • 5 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in einem Bussystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 6 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in einem Bussystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 7 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in einem Bussystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
  • 8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs einer Kommunikation in einem Bussystem gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; und
  • 9 einen zeitlichen Verlauf eines differentiellen Bussignals in ungenutzten Zeitschlitzen bei einem Bussystem gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings and using exemplary embodiments. Show it:
  • 1 a simplified block diagram of a bus system according to a first embodiment;
  • 2 a diagram to illustrate the structure of messages that can be sent by subscriber stations of the bus system according to the first embodiment;
  • 3 a timing diagram to illustrate the sequence of communication in the bus system according to the first embodiment;
  • 4th a timing diagram to illustrate the course of a communication in the bus system according to the first embodiment after a subscriber station has been woken up again;
  • 5 a timing diagram to illustrate the sequence of communication in a bus system according to a second embodiment;
  • 6 a timing diagram to illustrate the sequence of a communication in a bus system according to a third embodiment;
  • 7th a timing diagram to illustrate the sequence of communication in a bus system according to a fourth embodiment;
  • 8th a timing diagram to illustrate the sequence of communication in a bus system according to a fifth embodiment; and
  • 9 a time profile of a differential bus signal in unused time slots in a bus system according to a sixth embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols, unless otherwise specified.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 100, das insbesondere grundlegend als ein CAN-Bussystem und/oder ein CAN FD-Bussystem und/oder ein CAN FD-Nachfolge-Bussystem, das hier als CAN XL-Bussystem bezeichnet ist, und/oder Abwandlungen davon ausgestaltet ist, wie nachfolgend beschrieben. Das Bussystem 100 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden. 1 shows a bus system as an example 100 , which in particular is fundamentally designed as a CAN bus system and / or a CAN FD bus system and / or a CAN FD successor bus system, which is referred to here as a CAN XL bus system, and / or modifications thereof, as described below. The bus system 100 can be used in a vehicle, especially a motor vehicle, an airplane, etc., or in a hospital, etc.

In 1 hat das Bussystem 100 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L oder CAN-XL_H und CAN-XL_L genannt werden und dienen zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der dominanten Pegel bzw. Erzeugung von rezessiven Pegeln für ein Signal im Sendezustand. Über den Bus 40 sind Nachrichten 45, 46 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Tritt bei der Kommunikation auf dem Bus 40 ein Fehler auf, wie durch den gezackten schwarzen Blockpfeil in 1 dargestellt, kann optional ein Fehlerrahmen 47 (Error Flag) gesendet werden. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs.In 1 has the bus system 100 a large number of subscriber stations 10 , 20th , 30th each to a bus 40 with a first bus vein 41 and a second bus core 42 are connected. The bus veins 41 , 42 CAN_H and CAN_L or CAN-XL_H and CAN-XL_L can also be called and are used for electrical signal transmission after coupling in the dominant level or generating recessive levels for a signal in the transmission state. About the bus 40 are news 45 , 46 in the form of signals between the individual subscriber stations 10 , 20th , 30th serial transferable. Occurs when communicating on the bus 40 an error, as indicated by the jagged black block arrow in 1 can optionally be an error frame 47 (Error Flag) are sent. The participant stations 10 , 20th , 30th are, for example, control devices, sensors, display devices, etc. of a motor vehicle.

Wie in 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11, eine Sende-/Empfangseinrichtung 12 und eine Zeitplanungseinheit 15 mit einem Zählmodul 151. Die Teilnehmerstation 20 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 eine Sende-/Empfangseinrichtung 22 und eine Zeitplanungseinheit 25 mit einem Zählmodul 251. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31, eine Sende-/Empfangseinrichtung 32 und eine Zeitplanungseinheit 35 mit einem Zählmodul 351. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in 1 nicht veranschaulicht ist.As in 1 has shown the subscriber station 10 a communication controller 11 , a transmitting / receiving device 12 and a scheduling unit 15th with a counting module 151 . The participant station 20th has a communication controller 21st a transmitting / receiving device 22nd and a scheduling unit 25th with a counting module 251 . The participant station 30th has a communication controller 31 , a transmitting / receiving device 32 and a scheduling unit 35 with a counting module 351 . The transmitting / receiving devices 12 , 22nd , 32 of the subscriber stations 10 , 20th , 30th are each directly on the bus 40 connected even if this is in 1 is not illustrated.

Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind.The communication control devices 11 , 21st , 31 each serve to control a communication of the respective subscriber station 10 , 20th , 30th over the bus 40 with at least one other subscriber station of the subscriber stations 10 , 20th , 30th who got to the bus 40 are connected.

Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 31 erstellen und lesen erste Nachrichten 45, die beispielsweise CAN Nachrichten sind, die auf der Grundlage eines CAN XL-Formats aufgebaut sind, das in Bezug auf 2 detaillierter beschrieben ist. Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 31 können zudem ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine CAN XL-Nachricht 45 oder eine CAN FD-Nachricht 46 für die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 31 erstellen und lesen also eine erste Nachricht 45 oder zweite Nachricht 46, wobei sich die erste und zweite Nachricht 45, 46 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall CAN XL oder CAN FD.The communication control devices 11 , 31 create and read first messages 45 , which are, for example, CAN messages built on the basis of a CAN XL format that is related to 2 is described in more detail. The communication control devices 11 , 31 can also be designed to send a CAN XL message as required 45 or a CAN FD message 46 for the transmitting / receiving devices 12 , 32 to provide or to receive from it. The communication control devices 11 , 31 so create and read a first message 45 or second message 46 , being the first and second messages 45 , 46 differ by their data transmission standard, namely in this case CAN XL or CAN FD.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 kann wie ein herkömmlicher CAN-Controller nach ISO 11898-1:2015 ausgeführt sein, insbesondere wie ein CAN FD toleranter Classical CAN-Controller oder ein CAN FD Controller. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 46, beispielsweise Classical CAN Nachrichten oder CAN FD-Nachrichten 46. Bei den CAN FD-Nachrichten 46 kann eine Anzahl von 0 bis zu 64 Datenbytes umfasst sein, die noch dazu mit einer deutlich schnelleren Datenrate als bei einer Classical CAN-Nachricht übertragen werden. Insbesondere ist die Kommunikationssteuereinrichtung 21 bis auf die Einheit 25 wie ein herkömmlicher CAN oder CAN FD-Controller ausgeführt.The communication controller 21st can be designed like a conventional CAN controller according to ISO 11898-1: 2015, in particular like a CAN FD tolerant Classical CAN controller or a CAN FD controller. The communication controller 21st creates and reads second messages 46 , for example Classical CAN messages or CAN FD messages 46 . With the CAN FD messages 46 A number from 0 to 64 data bytes can be included, which are also transmitted at a significantly faster data rate than with a Classical CAN message. In particular, the communication control device 21st except for the unit 25th designed like a conventional CAN or CAN FD controller.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver nach ISO 11898-2:2016 oder CAN FD Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 können ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 45 bzw. Bits eines Rahmens gemäß dem CAN XL-Format oder Nachrichten 46 bzw. Bits eines Rahmens gemäß dem derzeitigen CAN FD-Format für die zugehörige Kommunikationssteuereinrichtung 11, 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen.The transmitting / receiving device 22nd can be designed like a conventional CAN transceiver according to ISO 11898-2: 2016 or CAN FD transceiver. The transmitting / receiving devices 12 , 32 can be run to messages as needed 45 or bits of a frame according to the CAN XL format or messages 46 or bits of a frame according to the current CAN FD format for the associated communication control device 11 , 31 to provide or to receive from it.

Mit den beiden Teilnehmerstationen 10, 30 ist eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 45 mit dem CAN XL Format sowie der Empfang solcher Nachrichten 45 realisierbar.With the two participant stations 10 , 30th is a formation and then transmission of messages 45 with the CAN XL format as well as the receipt of such messages 45 realizable.

2 zeigt in ihrem oberen Teil für die Nachricht 46 einen CAN FD-Rahmen 460, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 22 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 32 über der Zeit t seriell auf den Bus 40 gesendet wird. In dem unteren Teil von 2 ist für die Nachricht 45 ein spezielles Beispiel eines CAN-XL-Rahmens 450 gezeigt, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 22 oder 32 über der Zeit t seriell auf den Bus 40 gesendet werden kann. Alternativ kann der obere Teil von 2 als Classical CAN-Rahmen und der untere Teil von 2 als CAN FD-Rahmen oder CAN XL-Rahmen interpretiert werden. 2 shows in its upper part for the message 46 a CAN FD frame 460 as received from the transceiver 12 or the transceiver 22nd or the transceiver 32 over time t serially on the bus 40 is sent. In the lower part of 2 is for the message 45 a specific example of a CAN-XL frame 450 shown as he is from the transceiver 22nd or 32 over time t serially on the bus 40 can be sent. Alternatively, the upper part of 2 as a Classical CAN frame and the lower part of 2 can be interpreted as a CAN FD frame or CAN XL frame.

Gemäß 2 sind die Rahmen 450, 460 für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 in unterschiedliche Kommunikationsphasen 451, 452, 453 unterteilt, nämlich eine Arbitrationsphase 451, eine Datenphase 452, und eine Rahmenendphase 453. In der Arbitrationsphase 451 am Anfang des Rahmens 450, 460 überträgt die zugehörige Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 einen Identifizierer 451x und einen Teil eines Steuerfelds. In der Datenphase 452 werden unter anderem folgende Daten gesendet: ein Teil des Steuerfelds, die Nutzdaten des CAN-XL-Rahmens bzw. der Nachricht 45, 46 in einem Datenfeld DF und eine Checksumme. Bei einem Rahmen 450 kann ein Teil des Steuerfelds ein optionales Datentypfeld (DataType Feld) DT sein, das den Typ der Daten angibt, die in dem Datenfeld DF gesendet werden. Das Datentypfeld DT ist in 2 zur Veranschaulichung mit einer größeren Länge gezeigt, als es in Relation zu der Länge des Datenfelds DF oft ist. Das Datentypfeld DT kann in dem Steuerteil des Rahmens 450, 460, insbesondere am Anfang der Datenphase 452, oder am Ende der Arbitrationsphase 451 übertragen werden. Nach der Datenphase 452, folgt die Rahmenendphase 453, die entsprechend ISO11898-1:2015 auch zur Arbitrationsphase gehört. Die Rahmenendphase 453, die auch als Arbitrationsphase am Ende des Rahmens 450, 460 bezeichnet werden kann, weist unter anderem folgende Teile auf: ein ACK-Feld und eine Rahmenendekennzeichnung (EOF, End of Frame). Die Rahmenendphase 453 ist hier nicht weiter relevant und daher nicht genauer beschrieben.According to 2 are the frames 450 , 460 for CAN communication on the bus 40 in different communication phases 451 , 452 , 453 divided, namely an arbitration phase 451 , a data phase 452 , and a frame end phase 453 . In the arbitration phase 451 at the beginning of the frame 450 , 460 transmits the associated transmitting / receiving device 12 , 22nd , 32 an identifier 451x and part of a control panel. In the data phase 452 Among other things, the following data is sent: a part of the control field, the user data of the CAN-XL frame or the message 45 , 46 in a data field DF and a checksum. With a frame 450 For example, part of the control field can be an optional data type field (DataType field) DT which indicates the type of data that is sent in the data field DF. The data type field DT is in 2 for illustration shown with a greater length than is often in relation to the length of the data field DF. The data type field DT can be in the control part of the frame 450 , 460 especially at the beginning of the data phase 452 , or at the end of the arbitration phase 451 be transmitted. After the data phase 452 , the frame end phase follows 453 , which according to ISO11898-1: 2015 also belongs to the arbitration phase. The frame end phase 453 which is also called the arbitration phase at the end of the frame 450 , 460 can be designated, has, inter alia, the following parts: an ACK field and an end of frame identifier (EOF). The Frame end phase 453 is not relevant here and is therefore not described in more detail.

In der Arbitrationsphase 451 überträgt die zugehörige Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 Bits des Rahmens 450, 460 mit einer langsameren Bitrate als in der Datenphase 452. Bei CAN FD ist die Datenphase 452 gegenüber der Datenphase 452 des Classical CAN-Rahmens zeitlich deutlich verkürzt. In besonderen Anwendungsfällen können die beiden Bitraten der Phasen 451, 452 auf gleiche Werte konfiguriert werden, aber üblicherweise ist die Bitrate in der Datenphase 452 wesentlich höher als in der Arbitrationsphase 451.In the arbitration phase 451 transmits the associated transmitting / receiving device 12 , 22nd , 32 Bits of the frame 450 , 460 at a slower bit rate than in the data phase 452 . With CAN FD is the data phase 452 versus the data phase 452 of the Classical CAN frame significantly reduced in time. In special applications, the two bit rates of the phases 451 , 452 can be configured to the same values, but usually the bit rate is in the data phase 452 much higher than in the arbitration phase 451 .

Für CAN XL wird ein Rahmenformat definiert, in dem nicht nur die Bitraten innerhalb des Rahmens 450 bzw. der Nachricht 45 umgeschaltet werden, sondern optional auch der Betriebsmodus der Sende-/Empfangseinrichtung 12, 32. In der Arbitrationsphase 451 arbeitet die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 32 in einem Betriebsmodus (hier genannt CAN), der kompatibel ist zu ISO 11898-2:2016. In der Datenphase 452 des Rahmens 450 kann die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 32 optional in einen anderen Betriebsmodus geschaltet werden, der höhere Bitraten und damit eine schnelle Datenübertragung möglich macht.A frame format is defined for CAN XL in which not only the bit rates within the frame 450 or the message 45 can be switched, but optionally also the operating mode of the transmitting / receiving device 12 , 32 . In the arbitration phase 451 the transceiver works 12 , 32 in an operating mode (here called CAN) that is compatible with ISO 11898-2: 2016. In the data phase 452 of the frame 450 can the transceiver 12 , 32 can optionally be switched to another operating mode, which enables higher bit rates and thus fast data transmission.

Die Arbitrationsphase 451 wird genutzt, um mit Hilfe eines Identifizierers (ID) 451x bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auszuhandeln, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 45, 46 mit der höchsten Priorität hat und daher für die nächste Zeit zum Senden zumindest in der anschließenden Datenphase 452 einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 100 bekommt. Hierbei wird in der Arbitrationsphase 451 das bekannte CSMA/CR-Verfahren angewandt, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf den Bus 40 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 45, 46 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 100 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.The arbitration phase 451 is used to identify with the help of an identifier (ID) 451x bit by bit between the subscriber stations 10 , 20th , 30th negotiate which subscriber station 10 , 20th , 30th the message 45 , 46 with the highest priority and therefore for the next time to send at least in the subsequent data phase 452 exclusive access to the bus 40 of the bus system 100 gets. This is in the arbitration phase 451 the known CSMA / CR method is used, which allows simultaneous access by the subscriber stations 10 , 20th , 30th on the bus 40 allowed without the higher priority message 45 , 46 gets destroyed. This allows the bus system 100 relatively simple further bus subscriber stations 10 , 20th , 30th can be added, which is very beneficial.

Somit wird in der Arbitrationsphase 451 von der zugehörigen Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet. Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSl-Modells (Open Systems Interconnection Modell).Thus, in the arbitration phase 451 from the associated transmitting / receiving device 12 , 22nd , 32 a physical layer as used in CAN and CAN-FD. The physical layer corresponds to the bit transmission layer or layer 1 of the known OSI model (Open Systems Interconnection model).

Sind die Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 nicht aktiviert, werden die Rahmen 450, 460 erstellt und der Buszugriff der einzelnen Teilnehmerstationen erfolgt unkoordiniert. Konflikte werden bei der Kommunikation auf dem Bus 40 mit einer Arbitration aufgelöst, wie in der ISO 11898-1:2015 festgelegt.Are the scheduling units 15th , 25th , 35 not activated, the frames 450 , 460 and the bus access of the individual subscriber stations is uncoordinated. Conflicts arise when communicating on the bus 40 resolved with an arbitration as defined in ISO 11898-1: 2015.

Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Zuständen auf dem Bus 40 überschrieben werden können. Im rezessiven Zustand herrschen an der einzelnen Teilnehmerstation 10, 20, 30 hochohmige Verhältnisse, was in Kombination mit den Parasiten der Busbeschaltung längere Zeitkonstanten zur Folge hat. Dies führt zu einer Begrenzung der maximalen Bitrate des heutigen CAN-FD-Physical-Layer auf derzeit etwa 2 Megabit pro Sekunde im realen Fahrzeug-Einsatz.The CSMA / CR procedure has the consequence that there are so-called recessive states on the bus 40 must give which of other subscriber stations 10 , 20th , 30th with dominant states on the bus 40 can be overwritten. In the recessive state, prevail at the individual subscriber station 10 , 20th , 30th high-resistance conditions, which in combination with the parasites of the bus circuit results in longer time constants. This leads to a limitation of the maximum bit rate of today's CAN FD physical layer to currently around 2 megabits per second in real vehicle use.

Ein Sender der Nachricht 45, 46 beginnt ein Senden von Bits der Datenphase 452 auf den Bus 40 erst, wenn die entsprechende Teilnehmerstation 10, 20, 30 als der Sender die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 10, 20, 30 als Sender damit zum Senden einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 100 hat.A sender of the message 45 , 46 starts sending bits of the data phase 452 on the bus 40 only when the corresponding subscriber station 10 , 20th , 30th when the sender has won the arbitration and the subscriber station 10 , 20th , 30th as a sender, this gives exclusive access to the bus for sending 40 of the bus system 100 Has.

Ganz allgemein können in dem Bussystem mit CAN XL im Vergleich zu CAN oder CAN FD folgende abweichenden Eigenschaften realisiert werden:

  1. a) Übernahme und gegebenenfalls Anpassung bewährter Eigenschaften, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von CAN und CAN FD verantwortlich sind, insbesondere Rahmenstruktur mit Identifizierer 451x und Arbitrierung nach dem CSMA/CR-Verfahren,
  2. b) Steigerung der Netto-Datenübertragungsrate, insbesondere auf etwa 10 Megabit pro Sekunde,
  3. c) Anheben der Größe der Nutzdaten pro Rahmen, insbesondere auf etwa 4kbyte.
In general, the following different properties can be implemented in the bus system with CAN XL compared to CAN or CAN FD:
  1. a) Adoption and, if necessary, adaptation of proven properties that are responsible for the robustness and user-friendliness of CAN and CAN FD, in particular frame structure with identifier 451x and arbitration according to the CSMA / CR procedure,
  2. b) Increase in the net data transmission rate, in particular to around 10 megabits per second,
  3. c) Increase the size of the user data per frame, in particular to around 4kbytes.

3 zeigt einen Fall für eine Kommunikation auf dem Bus 40, bei welcher die Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 aktiviert sind. In diesem Fall ist ein deterministischer Buszugriff jeder der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 möglich. Hierfür wird bei der Kommunikation auf dem Bus 40 eine Senderunde bzw. Runde C (Cycle) verwendet, in welcher im einfachsten Fall für jede der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ein Zeitschlitz S vorhanden ist. Die Anzahl SN der Zeitschlitze S entspricht also der Anzahl N der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 am Bus 40. Die Bandbreite auf dem Bus 40 wird durch die Anzahl N der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 geteilt. 3 shows a case for communication on the bus 40 , in which the scheduling units 15th , 25th , 35 are activated. In this case, each of the subscriber stations has deterministic bus access 10 , 20th , 30th possible. This is done when communicating on the bus 40 a transmission round or round C (cycle) is used, in which in the simplest case for each of the subscriber stations 10 , 20th , 30th a time slot S is present. The number SN of time slots S thus corresponds to the number N of subscriber stations 10 , 20th , 30th on the bus 40 . The bandwidth on the bus 40 is determined by the number N of subscriber stations 10 , 20th , 30th divided.

Bei dem Beispiel von 3 gibt es vier Zeitschlitze S, nämlich die Zeitschlitze S1, S2, S3, S4, so dass vier beliebige Teilnehmerstationen der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 vorhanden sind. Daher werden die vier beliebigen Teilnehmerstationen der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 nachfolgend als Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 bezeichnet.In the example of 3 there are four time slots S, namely the time slots S1 , S2 , S3 , S4 so that any four subscriber stations of the subscriber stations 10 , 20th , 30th available. Therefore any four subscriber stations become the subscriber stations 10 , 20th , 30th hereinafter referred to as subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th designated.

Ganz allgemein können SN Zeitschlitze S vorgesehen sein, wobei SN eine beliebige natürliche Zahl ist. Die Anzahl der Zeitschlitze S ist bei dem Beispiel von 3 konstant, also in jeder Runde C gleich. Alternativ kann die Anzahl der Zeitschlitze S jedoch variiert werden.In general, SN time slots S can be provided, SN being any natural number. The number of time slots S is in the example of 3 constant, i.e. the same in every round C. Alternatively, however, the number of time slots S can be varied.

Es existiert mindestens eine Master-Teilnehmerstation am Bus 40. Die Master-Teilnehmerstation kann eine beliebige Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10. 20, 30 sein, d.h. die Teilnehmerstation ist sowohl Master als auch normaler Teilnehmer. Die Master-Teilnehmerstation sendet am Anfang jeder Runde C einen Startrahmen, der nachfolgend als SOCR (Start-of-Cycle Rahmen) bezeichnet wird. Der SOCR ist in einer Ausgestaltung ein Rahmen mit hoch priorem Identifizierer ID und kurzem Datenfeld DF. Insbesondere kann das Datenfeld DF die in dem Bussystem 100 minimale Länge haben, insbesondere 0 Byte haben. Alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 am Bus 40 synchronisieren sich auf den SOCR und wissen dadurch, wann sie etwas senden dürfen.There is at least one master user station on the bus 40 . The master subscriber station can be any subscriber station of the subscriber stations 10 . 20th , 30th be, ie the subscriber station is both master and normal subscriber. At the beginning of each round C, the master subscriber station sends a start frame which is referred to below as SOCR (start-of-cycle frame). In one embodiment, the SOCR is a frame with a high-priority identifier ID and a short data field DF. In particular, the data field DF can be used in the bus system 100 have a minimum length, in particular 0 bytes. All subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 synchronize with the SOCR and know when they are allowed to send something.

Die Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 bewirken eine Erstellung der Rahmen 450, 460 gemäß den folgenden Regeln.The scheduling units 15th , 25th , 35 cause the frame to be created 450 , 460 according to the following rules.

Jeder Rahmen 450, 460 beginnt wieder mit einer Arbitrationsphase 451. Der Identifizierer 451x kann für jeden Rahmen 450, 460 beliebig gewählt werden, so lange die bei CAN übliche Regel eingehalten wird, dass jeder Identifizierer 451x nur exklusiv von einer der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 verwendet wird.Any frame 450 , 460 starts again with an arbitration phase 451 . The identifier 451x can for any frame 450 , 460 can be selected as desired, as long as the usual rule for CAN is observed that every identifier 451x only exclusively from one of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th is used.

Die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn ist mindestens eine Arbitrations-Bitzeit, also so lang wie die Bitzeit eines Bits in der Arbitrationsphase 451. Die maximale Zeitschlitzdauer T_S_mx ist gleich der maximalen Länge eines Rahmens 460 oder 450. Somit ist die minimale Rundendauer T_C_mn gleich der Summe aller minimalen Zeitschlitzdauern T_S_mn plus die minimale Dauer eines SOCR. Außerdem ist die maximale Rundendauer T_C_mx gleich der Summe aller maximalen Zeitschlitzdauern T_S_mx plus die maximale Dauer eines SOCR.The minimum time slot duration T_S_mn is at least one arbitration bit time, that is, as long as the bit time of a bit in the arbitration phase 451 . The maximum time slot duration T_S_mx is equal to the maximum length of a frame 460 or 450 . The minimum lap duration T_C_mn is thus equal to the sum of all minimum time slot durations T_S_mn plus the minimum duration of a SOCR. In addition, the maximum lap duration T_C_mx is equal to the sum of all maximum time slot durations T_S_mx plus the maximum duration of a SOCR.

Jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 darf auf den Bus 40 nur in dem Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 senden, der für die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel darf jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 in dem für sie vorgesehenen Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 einen einzigen Rahmen 450, 460 auf den Bus 40 senden.Each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th allowed on the bus 40 only in the time slot S1 , S2 , S3 , S4 send which for the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th is provided. In the present embodiment, each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th in the time slot provided for them S1 , S2 , S3 , S4 a single frame 450 , 460 on the bus 40 send.

Jede der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 hat in ihrem Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 jeweils eine Sendegelegenheit TO (Transmit Opportunity). Somit kann die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 in dem ihr zugeordneten Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 einen Rahmen 450, 460 senden oder kann die Gelegenheit zum Senden verstreichen lassen. Nach einer minimalen Zeitschlitzdauer T_S_mn ist die Sendegelegenheit TO verstrichen.Each of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th has in their time slot S1 , S2 , S3 , S4 a transmission opportunity TO (Transmit Opportunity). Thus the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th in the time slot assigned to it S1 , S2 , S3 , S4 a frame 450 , 460 send or may miss the opportunity to send. After a minimum time slot duration T_S_mn, the transmission opportunity TO has expired.

Bei dem Beispiel von 3 ist die minimale Runden-Dauer T_C_mn vier Arbitrations-Bitzeiten plus die Zeitdauer eines SOCR, weil 4 Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 für die vier Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 bereitstehen. Die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn ist als 1Arbitrations-Bitzeit angenommen.In the example of 3 the minimum round duration T_C_mn is four arbitration bit times plus the duration of a SOCR because 4 time slots S1 , S2 , S3 , S4 for the four subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th stand by. The minimum time slot duration T_S_mn is assumed to be the 1-arbitration bit time.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gelten folgende Grundannahmen. In der ersten Runde C, also nach dem Einschalten des Bussystems 100, werden die Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 den einzelnen Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 zugeordnet. Die Zuordnung erfolgt dynamisch über die Rahmen-IDs bzw. Identifizierer 451x, welche die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 zum Senden ihres ersten Rahmens 450, 460 verwenden. Mittels der Arbitration wird die Sendereihenfolge festgelegt, was der Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zu den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 entspricht.The following basic assumptions apply to the present exemplary embodiment. In the first round C, i.e. after switching on the bus system 100 , become the time slots S1 , S2 , S3 , S4 the individual subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th assigned. The assignment takes place dynamically via the frame IDs or identifiers 451x which the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th to send their first frame 450 , 460 use. The transmission sequence is determined by means of the arbitration, which is the assignment of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th corresponds.

Falls die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 nicht gleichzeitig eingeschaltet werden, ist die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 erst dann abgeschlossen, wenn die letzte Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 eingeschaltet ist und wenn jede Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 einen Rahmen 450, 460 gesendet hat. In den nachfolgenden Runden C bleibt die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zu den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 erhalten. Das heißt, es erfolgt keine erneute Arbitration und die Sendereihenfolge ist unverändert. Wenn eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 schlafen gehen und wieder aufwachen, erfolgt eine Re-Integration mit Hilfe des SOCR, der den Anfang jeder Runde C vorgibt. Dies ist später auch anhand von 4 genauer beschrieben. Hat eine Teilnehmerstation ihre Zeitschlitz-Zuordnung vergessen, so kann sie sich auch so integrieren, wie beim ersten Einschalten, das nachfolgend anhand von 3 beschrieben ist. Hierbei wird die Sendereihenfolge durch den verwendeten Rahmen-Identifizierer 451x und durch Arbitration am Bus 40 bestimmt.If the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th are not switched on at the same time, is the allocation of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 only completed when the last subscriber station 1, 2 , 3 , 4th is switched on and if each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th a frame 450 , 460 sent. The allocation of the time slots remains in the subsequent rounds C S1 , S2 , S3 , S4 to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th receive. This means that there is no new arbitration and the sending order is unchanged. If one or more of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th go to sleep and wake up again, a re-integration takes place with the help of the SOCR, which specifies the beginning of each round C. This is later also based on 4th described in more detail. If a subscriber station has forgotten its time slot assignment, it can also integrate itself as when it was first switched on, which is subsequently based on 3 is described. The sending sequence is determined by the frame identifier used 451x and through arbitration on the bus 40 certainly.

Bei der Kommunikation auf dem Bus 40 gilt, dass der SOCR von anderen Rahmen unterscheidbar ist. Das kann beispielsweise durch die Verwendung eines speziellen Rahmen-Identifizierer 451x geschehen. Insbesondere hat der Rahmen-Identifizierer 451x die höchste Priorität und damit die entsprechende Prioritäts-ID. Dieser Rahmen-Identifizierer 451x muss dann allen Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 am Bus 40 bekannt sein. Alternative kann das beispielsweise auch durch einen speziellen Wert in dem Datentypfeld DT im Rahmen erfolgen, das von allen Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 am Bus 40 entsprechend ausgewertet wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein vorbestimmtes Bit im Rahmen verwendet werden, um die Information zu transportieren, dass es sich bei diesem Rahmen um einen SOCR handelt. Dann wäre beispielsweise für dieses vorbestimmte Bit der Wert 0=kein SOCR und der Wert 1 = SOCR. Denkbar ist alternativ oder zusätzlich, ein Bit oder Byte im Datenfeld DF für die Kennzeichnung des SOCR zu verwenden.When communicating on the bus 40 applies that the SOCR is distinguishable from other frameworks. This can be done, for example, by using a special frame identifier 451x happen. In particular, the frame identifier has 451x the highest priority and thus the corresponding priority ID. This frame identifier 451x must then all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 be known. Alternatively, this can also be done, for example, by a special value in the data type field DT in the frame that is received from all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 is evaluated accordingly. Alternatively or additionally, a predetermined bit can be used in the frame in order to transport the information that this frame is a SOCR. Then, for example, the value 0 = no SOCR and the value 1 = SOCR for this predetermined bit. Alternatively or additionally, it is conceivable to use a bit or byte in the data field DF to identify the SOCR.

Möglich ist, dass der SOCR unterschiedlich viel Information in seinem Datenfeld DF aufweist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in dem Datenfeld DF des SOCR keine Information enthalten. Somit wird bei dieser Variante keinerlei weitere Information als der Beginn der nächsten Runde C an die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 mitgeteilt. Dies hat den Vorteil, dass der SOCR so wenig Kommunikationsbandbreite wie möglich verbraucht.It is possible that the SOCR has a different amount of information in its data field DF. In the present exemplary embodiment, no information is contained in the data field DF of the SOCR. Thus, in this variant, no further information than the start of the next round C is sent to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th communicated. This has the advantage that the SOCR uses as little communication bandwidth as possible.

3 zeigt eine Startrunde C_SU, bei welcher in einer Zeitdauer T_C_SU die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zu den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 festgelegt wird. Wie zuvor erwähnt, startet jede Runde C mit einem SOCR. Empfängt eine der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 den SOCR, ist diese Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 bereit einen der Zeitschlitze S1 bis S4 zum Senden freizugeben, wie nachfolgend genauer beschrieben. Der Zeitschlitz in dem der SOCR gesendet/empfangen wird, entspricht einem Zeitschlitz „S0“. Der Einfachheit halber ist bei dem Beispiel von 3 angenommen, das alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 gleich zu Beginn einen Rahmen 450, 460 senden möchten. 3 shows a starting round C_SU in which the time slots are assigned in a time period T_C_SU S1 , S2 , S3 , S4 to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th is determined. As mentioned before, every round C starts with a SOCR. Receives one of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th the SOCR, this subscriber station is 1, 2 , 3 , 4th ready one of the time slots S1 to S4 to be released for sending, as described in more detail below. The time slot in which the SOCR is sent / received corresponds to a time slot “S0”. For the sake of simplicity, the example of 3 assumed that all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th a frame right at the beginning 450 , 460 want to send.

In dem Zeitschlitz S1 starten alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 gleichzeitig einen Rahmen und nehmen an der Bus-Arbitration teil, wie durch A1234 in 3 dargestellt. Die Teilnehmerstation 4 gewinnt die Arbitration A und sendet ihren Rahmen. Dies ist mit TX4 in 3 dargestellt, wobei TX4 für das Sendesignal TX der Teilnehmerstation 4 steht und der Rahmen auf dem Sendesignal TX4 basiert. Dadurch ist der Zeitschlitz S1 der Teilnehmerstation 4 zugeordnet.In the time slot S1 start all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th simultaneously a frame and participate in the bus arbitration, as indicated by A1234 in 3 shown. The participant station 4th wins arbitration A and sends its frame. This is with TX4 in 3 shown, where TX4 for the transmission signal TX of the subscriber station 4th and the frame is based on the transmit signal TX4. This is the time slot S1 the subscriber station 4th assigned.

In dem Zeitschlitz S2 starten die Teilnehmerstationen 1, 2, 3 gleichzeitig einen Rahmen und nehmen an der Bus-Arbitration teil, wie durch A123 in 3 dargestellt. Die Teilnehmerstation 2 gewinnt die Arbitration und sendet ihren Rahmen. Dies ist mit TX2 in 3 dargestellt. Dadurch ist der Zeitschlitz S2 der Teilnehmerstation 2 zugeordnet.In the time slot S2 start the subscriber stations 1, 2 , 3 simultaneously a frame and participate in the bus arbitration, as indicated by A123 in 3 shown. The participant station 2 wins the arbitration and sends its frame. This is with TX2 in 3 shown. This is the time slot S2 the subscriber station 2 assigned.

Für Zeitschlitz S3 wird eine Arbitration zwischen den Teilnehmerstationen 1, 3 durchgeführt, wie zuvor beschrieben. Letztlich wird bei dem Beispiel von 3 der Zeitschlitz S3 der Teilnehmerstation 1 zugeordnet.For time slot S3 an arbitration between the subscriber stations 1, 3 performed as previously described. Ultimately, in the example of 3 the time slot S3 assigned to the subscriber station 1.

Der Zeitschlitz S4 wird der Teilnehmerstation 3 zugeordnet. Eine Arbitration erfolgt nicht mehr, weil die anderen Teilnehmerstationen 1, 2, 4 in dem Zeitschlitz S4 nichts senden.The time slot S4 becomes the subscriber station 3 assigned. Arbitration no longer takes place because the other subscriber stations 1, 2 , 4th in the time slot S4 send nothing.

Daher ist die TX-Sendereihenfolge durch die Arbitration im Folgenden als TX_4_2_1_3 festgelegt.Therefore, the TX transmission order is determined by the arbitration in the following as TX_4_2_1_3.

Danach kann ein Normalbetrieb des Bussystems 100 beginnen. Eine mögliche Runde C im Betrieb könnte eine Runde C_B sein, die in 3 im rechten Teil der Abbildung dargestellt ist. In der Runde C_B bleibt die TX-Sendereihenfolge unverändert als TX_4_2_1_3 festgelegt. In der Runde C_B senden die Teilnehmerstationen 3, 4. Dagegen senden die Teilnehmerstationen 1, 2 nicht. Daher nutzen die Teilnehmerstationen 3, 4 ihre Sendegelegenheit TO. Die Teilnehmerstationen 1, 2 lassen ihre Sendegelegenheit TO jedoch verstreichen. Somit ergibt sich eine mittlere Runden-Dauer T_C_B. Die maximale Rundendauer T_C_mx ergibt sich dann, wenn in jedem Zeitschlitz S1 bis S4 von der zugehörigen Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 ein Rahmen 450, 460 mit maximaler Länge gesendet wird. Die Zahl 1 in Zeitschlitz S3 drückt aus, dass dieser Zeitschlitz der Teilnehmerstation 1 zugeordnet ist. Die Zahl 2 in Zeitschlitz S2 drückt aus, dass dieser Zeitschlitz der Teilnehmerstation 2 zugeordnet ist. Analog gilt dies für die Zeitschlitze S1 und S4 und die Teilnehmerstationen 3, 4Normal operation of the bus system can then be achieved 100 begin. A possible lap C in operation could be a lap C_B that takes place in 3 is shown in the right part of the figure. In round C_B, the TX transmission sequence remains unchanged as TX_4_2_1_3. In round C_B, the subscriber stations transmit 3 , 4th . In contrast, the subscriber stations 1, 2 Not. Therefore, the subscriber stations use 3 , 4th your opportunity to broadcast TO. The subscriber stations 1, 2 let their transmission opportunity TO pass, however. This results in an average lap duration T_C_B. The maximum lap duration T_C_mx results when in each time slot S1 to S4 from the associated subscriber station 1, 2 , 3 , 4th a frame 450 , 460 is sent with the maximum length. The number 1 in the time slot S3 expresses that this time slot is assigned to subscriber station 1. The number 2 in time slot S2 expresses that this time slot of the subscriber station 2 assigned. This applies analogously to the time slots S1 and S4 and the subscriber stations 3 , 4

Zur Umsetzung der zuvor beschriebenen Zeitplanung für ein Senden von Rahmen 450, 460 auf den Bus 40 ist jede der Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 aufgebaut, wie nachfolgend beschrieben.To implement the previously described timing for sending frames 450 , 460 on the bus 40 is each of the scheduling units 15th , 25th , 35 constructed as described below.

Jede Master-Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 am Bus 40 kennt die Anzahl SN der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 pro Runde C. Im einfachsten Fall entspricht die Anzahl der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 am Bus 40 der Zahl der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 pro Runde C, so dass sich eine 1:1 Zuordnung von Zeitschlitzen und Teilnehmerstationen ergibt. Die Anzahl SN der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 pro Runde C ist in den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 der mindestens einen Master-Teilnehmerstation hinterlegt.Each master subscriber station 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 knows the number SN of time slots S1 , S2 , S3 , S4 per round C. In the simplest case, the number of participant stations is 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 the number of time slots S1 , S2 , S3 , S4 per round C, so that there is a 1: 1 assignment of time slots and subscriber stations. The number SN of time slots S1 , S2 , S3 , S4 per lap C is in the scheduling units 15th , 25th , 35 the at least one master subscriber station stored.

Generell gilt, dass eine beliebige Teilnehmerstation des Bussystems 100 die zuvor und im Folgenden beschriebenen Funktionen der Master-Teilnehmerstation übernehmen kann. Somit sind die Master-Teilnehmerstation und eine normale Teilnehmerstation keine zwei getrennten Teilnehmerstationen. Somit kann eine Teilnehmerstation beide Funktionen übernehmen, z.B. könnte die Teilnehmerstation 1 auch zusätzlich die Master-Teilnehmerstation sein.In general, any subscriber station in the bus system 100 can take over the functions of the master subscriber station described above and below. Thus the master subscriber station and a normal subscriber station are not two separate subscriber stations. One subscriber station can thus take on both functions, for example the subscriber station 1 could also be the master subscriber station.

Der normale Betrieb beginnt für eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4, sobald die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 weiß, welche Zeitschlitz-Nummer ihr zugeordnet ist. Dies ist gemäß 3 der Fall, wenn die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 ihren ersten Rahmen gesendet hat. Da jede Runde C mit einem SOCR beginnt, setzt die Master-Teilnehmerstation den Zählwert Scnt des Zählmoduls 15, 25, 35 ihrer Zeitplanungseinheit 15, 25, 35 nach dem Senden des SOCR auf Scnt:= 1. Außerdem setzt jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 den Zählwert Scnt des Zählmoduls 15, 25, 35 ihrer Zeitplanungseinheit 15, 25, 35 nach dem Empfang des SOCR auf Scnt:= 1. Ab jetzt zählt das Zählmodul 151, 251, 351 mit mindestens einem Zähler die Zahl der empfangenen Rahmen 450, 460 auf dem Bus 40 und die Zahl der verstrichenen Sendegelegenheiten TO. Hierbei zählt das Zählmodul 151, 251, 351 pro empfangenen Rahmen 450, 460 und pro verstrichener Sendegelegenheit TO, so dass der Zählwert Scnt des mindestens einen Zählers jeweils um 1 inkrementiert wird und damit gilt Scnt := Scnt + 1.Normal operation begins for one Subscriber station 1, 2 , 3 , 4th as soon as subscriber station 1, 2 , 3 , 4th knows which time slot number is assigned to it. This is according to 3 the case if the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th sent her first frame. Since each round C begins with a SOCR, the master subscriber station sets the count value Scnt of the counting module 15th , 25th , 35 your scheduling unit 15th , 25th , 35 after sending the SOCR to Scnt: = 1. In addition, each subscriber station sets 1, 2 , 3 , 4th the count value Scnt of the counting module 15th , 25th , 35 your scheduling unit 15th , 25th , 35 after receiving the SOCR on Scnt: = 1. From now on the counting module counts 151 , 251 , 351 with at least one counter the number of frames received 450 , 460 on the bus 40 and the number of elapsed transmission opportunities TO. The counting module counts here 151 , 251 , 351 per received frame 450 , 460 and per elapsed transmission opportunity TO, so that the count value Scnt of the at least one counter is incremented by 1 in each case, and Scnt: = Scnt + 1.

Sobald das Rahmenstartbit (Start-of-Frame-Bit) eines Rahmens 450, 460 auf dem Bus 40 gesendet wird, wertet das Zählmodul 151, 251, 351 den Rahmen 450, 460 als gesendeten Rahmen 450, 460 auf dem Bus 40. Dies gilt auch, wenn die Übertragung vom Sender abgebrochen wird, beispielsweise durch einen Fehlerrahmen 47 wegen eines Fehlers.As soon as the frame start bit (start of frame bit) of a frame 450 , 460 on the bus 40 is sent, the counting module evaluates 151 , 251 , 351 the frame 450 , 460 as a sent frame 450 , 460 on the bus 40 . This also applies if the transmission is aborted by the sender, for example due to an error frame 47 because of a mistake.

Gilt in dem Zählmodul 151, 251, 351 einer Teilnehmerstation für den Zählwert Scnt == eigene Zeitschlitz-Nummer, ist der nächste Zeitschlitz der eigene Zeitschlitz. Somit hat die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 nach dem Zählwert Scnt == eigene Zeitschlitz-Nummer in dem nächsten Zeitschlitz die eigene Sendegelegenheit TO. Jetzt kann die betroffene Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 einen Rahmen 450, 460 senden oder die Sendegelegenheit TO verstreichen lassen. Hierbei zählt die Master-Teilnehmerstation mit ihrem Zählmodul 151, 251, 351 von 1 bis SN. Die einfachen Teilnehmerstationen zählen mit ihrem Zählmodul 151, 251, 351 von 1 bis „eigene Zeitschlitz-Nummer“, Danach können die einfachen Teilnehmerstationen, genauer gesagt ihr Zählmodul 151, 251, 351 weiter zählen oder nicht.Applies in the counting module 151 , 251 , 351 of a subscriber station for the count value Scnt == own time slot number, the next time slot is its own time slot. Thus the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th after the count value Scnt == own time slot number in the next time slot the own transmission opportunity TO. Now the affected subscriber station 1, 2 , 3 , 4th a frame 450 , 460 send or let the transmission opportunity TO pass. The master subscriber station counts with its counting module 151 , 251 , 351 from 1 to SN. The simple subscriber stations count with their counting module 151 , 251 , 351 from 1 to “own time slot number”, then the simple subscriber stations, more precisely their counting module 151 , 251 , 351 keep counting or not.

Gilt in dem Zählmodul 151, 251, 351 einer Master-Teilnehmerstation für den Zählwert Scnt == SN, ist der nächste Zeitschlitz derjenige Zeitschlitz, in dem das SOCR gesendet werden muss. Jetzt kann die Master-Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 einen SOCR Rahmen 450, 460 senden. Falls es mehrere Master gibt, starten alle Master-Teilnehmerstationen das Senden des SOCR in diesem Zeitschlitz. Mittels Arbitration wird sich der SOCR mit der höchsten Priorität durchsetzen.Applies in the counting module 151 , 251 , 351 a master subscriber station for the count value Scnt == SN, the next time slot is that time slot in which the SOCR must be sent. Now the master subscriber station 1, 2 , 3 , 4th a SOCR framework 450 , 460 send. If there are several masters, all master subscriber stations start sending the SOCR in this time slot. The SOCR with the highest priority will prevail through arbitration.

Außerdem merkt sich die Zeitplanungseinheit 15, 25, 35 einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 den Zählwert Scnt als eigene Zeitschlitz-Nummer, wenn die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 einen Rahmen senden konnte. Wenn sie ihre Sendegelegenheit TO verstreichen lässt, behält sie die eigene Zeitschlitz-Nummer aus der letzten Runde C.The scheduling unit also remembers it 15th , 25th , 35 a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th the count value Scnt as its own time slot number if the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th could send a frame. If it lets its transmission opportunity TO elapse, it keeps its own time slot number from the last round C.

Dies ist dann notwendig, wenn die Sendereihenfolge am Bus 40 neu vergeben wird und es dadurch wieder zu einer Arbitration kommt. Dies kann der Fall sein, wenn eine der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 wieder aufgeweckt wurde und diese dann wieder an der Buskommunikation teilnehmen will. Dies ist anhand von 4 nachfolgend genauer beschrieben.This is necessary when the order of transmission on the bus 40 is reassigned and this leads to arbitration again. This can be the case if one of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th was woken up again and this then wants to participate in the bus communication again. This is based on 4th described in more detail below.

Nach dem Einschalten oder dem Aufwachen ist es den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 unbekannt, welcher der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 pro Runde C der jeweiligen Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 zugeordnet ist.After switching on or waking up, subscriber stations 1 2 , 3 , 4th unknown which of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 per round C of the respective participant station 1, 2 , 3 , 4th assigned.

4 zeigt den Fall, dass die Teilnehmerstation 3 zunächst schlief und dann wieder aufgeweckt wurde. Die nachfolgende Beschreibung gilt auch, wenn mehrere Teilnehmerstationen wieder eingeschaltet werden und gleichzeitig versuchen, sich zu re-integrieren. 4th shows the case that the subscriber station 3 first slept and then woke up again. The following description also applies if several subscriber stations are switched on again and try to reintegrate at the same time.

Beispielsweise ist die Teilnehmerstation 3 zu dem Zeitpunkt t1 in 4 wieder aufgewacht und bereit zum Senden. Bis zu diesem Zeitpunkt und somit auch bis zu dem Zeitpunkt, bevor die Teilnehmerstation 3 schlafen gelegt wurde, war die Sendereihenfolge als TX_1_2_3_4 festgelegt, wie auf der linken Seite in 4 mit den Zahlen in den Zeitschlitzen gezeigt. Danach wartet die Teilnehmerstation 3, bis sie den SOCR empfängt. Da die Teilnehmerstation 3 ihre eigene Zeitschlitz-Nummer vergessen hat, versucht die Teilnehmerstation 3 nach dem Empfang des SOCR, also ab dem Zeitpunkt t2, einen Rahmen zu senden. Da der Zeitschlitz S1 jedoch der Teilnehmerstation 1 zugeordnet ist und auch diese versucht, ihren Rahmen zu senden, führt dies zu einer Arbitration am Bus 40.For example, is the subscriber station 3 at time t1 in 4th woke up again and ready to send. Up to this point in time and thus also up to the point in time before the subscriber station 3 was put to sleep, the sending order was set as TX_1_2_3_4, as shown on the left in 4th with the numbers shown in the time slots. The subscriber station then waits 3 until it receives the SOCR. Since the subscriber station 3 has forgotten its own time slot number, the subscriber station tries 3 to send a frame after receiving the SOCR, ie from time t2. Because the time slot S1 however, the subscriber station 1 is assigned and this also tries to send its frame, this leads to an arbitration on the bus 40 .

Bei dem Beispiel von 4 findet daher in einem Zeitschlitz S1 eine Arbitration zwischen den Rahmen der Teilnehmerstationen 1, 3 statt, wie mit A13 in 4 dargestellt. Bei dem Beispiel von 4 gewinnt der Rahmen der Teilnehmerstation 1 die Arbitration, so dass letztlich das Sendesignal TX1 der Teilnehmerstation 1 in dem Zeitschlitz S1 gesendet wird und die Teilnehmerstation 1 ihren Zeitschlitz S1 behält.In the example of 4th therefore takes place in a time slot S1 an arbitration between the frames of the subscriber stations 1, 3 instead of, as with A13 in 4th shown. In the example of 4th wins the frame of subscriber station 1 the arbitration, so that ultimately the transmission signal TX1 of subscriber station 1 in the time slot S1 is sent and the subscriber station 1 its time slot S1 retains.

Da der Rahmen der Teilnehmerstation 3 die Arbitration verloren hat, wiederholt die Teilnehmerstation 3 das Senden ihres Rahmens so oft, bis der Rahmen die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 3 ihren Rahmen senden kann oder aufgrund eines Bus-Fehlers den Sendeversuch abbricht. Jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 kann in einer Runde C einen Rahmen senden.As the framework of the subscriber station 3 has lost the arbitration, the subscriber station repeats 3 sending your frame until the frame has won the arbitration and the subscriber station 3 can send its frame or aborts the attempt to send due to a bus error. Each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th can send a frame in a round C.

Daher arbitrieren die Rahmen der Teilnehmerstationen 2, 3 in dem Zeitschlitz S2 wie mit A23 in 4 dargestellt. Bei dem Beispiel von 4 gewinnt der Rahmen der Teilnehmerstation 2 die Arbitration, so dass letztlich das Sendesignal TX2 der Teilnehmerstation 2 in dem Zeitschlitz S2 gesendet wird. Damit behält die Teilnehmerstation 2 auch ihren Zeitschlitz S2.The frames of the subscriber stations therefore arbitrate 2 , 3 in the time slot S2 as with A23 in 4th shown. In the example of 4th wins the frame of the participant station 2 the arbitration, so that ultimately the transmission signal TX2 of the subscriber station 2 in the time slot S2 is sent. The subscriber station thus retains 2 also their time slot S2 .

In dem nächsten Zeitschlitz S3 versucht nur die Teilnehmerstation 3 ihren Rahmen zu senden. Die anderen Teilnehmerstationen 1, 2, 4 senden in dem Zeitschlitz S3 nicht, da der Zeitschlitz S3 zuvor der Teilnehmerstation 3 zugeordnet war. In dem Zeitschlitz S3 findet daher keine Arbitration statt. Damit kann die Teilnehmerstation 3 ihren Rahmen senden und hat ihren Zeitschlitz S3 wiedergefunden.In the next time slot S3 only tries the subscriber station 3 to send their frame. The other subscriber stations 1, 2 , 4th send in the time slot S3 not because the time slot S3 previously the subscriber station 3 was assigned. In the time slot S3 therefore there is no arbitration. This allows the subscriber station 3 send their frame and has their time slot S3 found again.

Danach kann auch für die Teilnehmerstation 3 wieder der normale Betrieb beginnen, da die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 wieder weiß, welcher Zeitschlitz S1, S2, S3 S4 ihr zugeordnet ist, d.h. welche ihre eigene Zeitschlitz-Nummer ist.Then can also for the subscriber station 3 start normal operation again, since the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th again knows which time slot S1 , S2 , S3 S4 it is assigned, ie which is its own time slot number.

Der Rahmen-Identifizierer 451x kann für jeden Rahmen 450, 460 beliebig gewählt werden, so lange die bei CAN übliche Regel eingehalten wird, dass jeder Identifizierer 451x nur exklusiv von einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 verwendet wird. Es ist jedoch alternativ denkbar, dass jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 zum Senden aller ihrer Rahmen nur einen einzigen Identifizierer 451x verwendet.The frame identifier 451x can for any frame 450 , 460 can be selected as desired, as long as the usual rule for CAN is observed that every identifier 451x only exclusively from a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th is used. However, it is alternatively conceivable that each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th only a single identifier to send all of their frames 451x used.

Abweichend von dem Beispiel von 4 gilt Folgendes. Hätte die Teilnehmerstation 3 einen höherprioren Rahmen-Identifizierer 451x verwendet als die Teilnehmerstation 1, so hätte die Teilnehmerstation 3 ihren Rahmen schon in dem Zeitschlitz S1 senden können. Damit hätte die Teilnehmerstation 3 den Zeitschlitz S1 von der Teilnehmerstation 1 übernommen. In diesem Fall hätte die Teilnehmerstation 1 ihren Rahmen dann spätestens in dem Zeitschlitz S3 senden können, da in dem Zeitschlitz S3 dann keine andere Teilnehmerstationen 2, 3, 4 senden würde.Deviating from the example of 4th the following applies. Had the participant station 3 a higher priority frame identifier 451x used as the subscriber station 1, the subscriber station would have 3 their frame already in the time slot S1 can send. This would have the subscriber station 3 the time slot S1 taken over by the subscriber station 1. In this case, the subscriber station 1 would then have its frame in the time slot at the latest S3 can send because in the time slot S3 then no other subscriber stations 2 , 3 , 4th would send.

Dadurch kann je nach Ergebnis der Arbitration, die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 neu verteilt werden.As a result, depending on the result of the arbitration, the assignment of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 be redistributed.

Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass die Realisierung sehr unaufwändig in der Konfiguration ist. Im einfachsten Fall, bei dem jeder Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 exakt ein Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 zugeordnet ist, kommt das Bussystems 100 für die beschriebene Kommunikation mit den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 ohne Konfiguration aus. Es reicht aus, dass nur die Master-Teilnehmerstation die Anzahl N der Teilnehmerstationen am Bus 40 und somit die Anzahl SN kennt.One advantage of this exemplary embodiment is that the implementation is very uncomplicated to configure. In the simplest case, in which each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th exactly one time slot S1 , S2 , S3 , S4 is assigned, the bus system comes 100 for the described communication with the scheduling units 15th , 25th , 35 without configuration. It is sufficient that only the master user station has the number N of user stations on the bus 40 and thus knows the number SN.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt darin, dass die Kommunikation am Bus 40 durch die Arbitration selbstorganisierend ist, da die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zu den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 über die Arbitration dynamisch erfolgt.Another advantage of the present exemplary embodiment is that communication on the bus 40 is self-organizing through the arbitration, since the allocation of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th takes place dynamically via the arbitration.

Die zeitliche Verzögerung im ungünstigsten Fall (Worst-Case Delay) für den Buszugriff einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 ist ungefähr wie bei PLCA von 10BASE-T1S, nämlich 2*SN maximale Rahmenlängen plus die Rahmenlänge des SOCR.The time delay in the worst case (worst-case delay) for the bus access of a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th is roughly like the PLCA of 10BASE-T1S, namely 2 * SN maximum frame length plus the frame length of the SOCR.

Außerdem hat das vorliegende Ausführungsbeispiel insbesondere den folgenden Vorteil. Kommt es durch einen Fehler in einer der Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 dazu, dass eine Teilnehmerstation im falschen Zeitschlitz sendet, dann führt das lediglich zu einer Arbitration und zu einer eventuellen Verzögerung des Sendens. Jedoch kann ein solcher Fehler nicht zum Zerstören der beiden Rahmen auf dem Bus führen, was zu einem Datenverlust führen kann.In addition, the present embodiment has the following advantage in particular. Is it due to an error in one of the scheduling units 15th , 25th , 35 to the fact that a subscriber station sends in the wrong time slot, this only leads to arbitration and a possible delay in sending. However, such an error cannot destroy the two frames on the bus, which can lead to data loss.

Gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist mindestens ein Backup-Master vorgesehen. Dadurch gibt es auch für den Fall am Bus 40 mindestens eine Master-Teilnehmerstation, die regelmäßig den SOCR sendet. Auch der Backup-Master verwendet für den SOCR einen festen Rahmen-Identifizierer 451x. Dadurch kann kein „Single Point of Failure“ auftreten, bei welchem keine Master-Teilnehmerstation mehr vorhanden ist. Der mindestens eine Backup-Master kann von einer der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems 100 realisiert sein.According to a modification of the first exemplary embodiment, at least one backup master is provided. This also gives in case on the bus 40 at least one master subscriber station that regularly sends the SOCR. The backup master also uses a fixed frame identifier for the SOCR 451x . This means that there can be no “single point of failure” at which there is no longer a master subscriber station. The at least one backup master can be from one of the subscriber stations 10 , 20th , 30th of the bus system 100 be realized.

Jeder Backup-Master verwendet für den von ihm gesendeten SOCR einen vorbestimmten Rahmen-Identifizierer 451x. Idealerweise haben die Rahmen-Identifizierer 451x der Backup-Master eine niedrigere Priorität als der Rahmen-Identifizierer 451x der Master-Teilnehmerstation.Each backup master uses a predetermined frame identifier for the SOCR it sends 451x . Ideally the frame identifiers have 451x the backup master has a lower priority than the frame identifier 451x the master subscriber station.

Fällt die Master-Teilnehmerstation aus, gibt es zwei Möglichkeiten, wie der mindestens eine Backup-Master einspringen kann.If the master subscriber station fails, there are two ways in which the at least one backup master can step in.

Gemäß einer ersten Variante starten die Master-Teilnehmerstation und alle Backup-Master immer gleichzeitig den SOCR. Da die Master-Teilnehmerstation und alle Backup-Master verschiedene Rahmen-Identifizierer 451x verwenden und da der Rahmen-Identifizierer 451x der Master-Teilnehmerstation die höchste Priorität hat, gewinnt die Master-Teilnehmerstation die Arbitration. Die Backup-Master erkennen das und unternehmen keinen weiteren SOCR-Sendeversuch in dieser Runde C. Jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 am Bus 40 erkennt aufgrund des Rahmen-Identifizierers 451x, welcher Master den SOCR gesendet hat.According to a first variant, the master subscriber station and all backup masters always start the SOCR at the same time. Since the master subscriber station and all backup masters have different frame identifiers 451x use and da the frame identifier 451x the master subscriber station has the highest priority, the master subscriber station wins the arbitration. The backup masters recognize this and make no further SOCR transmission attempt in this round C. Each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 recognizes due to the frame identifier 451x which master sent the SOCR.

Gemäß einer zweiten Variante wird von den Backup-Mastern geprüft, ob der vorgesehene Master den SOCR sendet oder nicht sendet wie erwartet. Das „Nicht Senden“ wird von den Backup-Mastern nach Ablauf einer vorbestimmten Wartezeit (Time-Out) erkannt. Beispielsweise beträgt die vorbestimmte Wartezeit (Time-Out) eine Arbitrations-Bitzeit. Der Backup-Master springt nach der vorbestimmten Wartezeit (Time-Out) ein und sendet seinen SOCR, so dass der „Single Point of Failure“ vermieden werden kann.According to a second variant, the backup masters check whether the intended master is sending the SOCR or not sending as expected. "Not sending" is recognized by the backup masters after a predetermined waiting period (time-out) has elapsed. For example, the predetermined waiting time (time-out) is an arbitration bit time. The backup master jumps in after the predetermined waiting time (time-out) and sends its SOCR so that the "single point of failure" can be avoided.

5 zeigt einen Zeitablauf bei dem Bussystem 100 zur Veranschaulichung einer Kommunikation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 5 shows a timing in the bus system 100 to illustrate a communication according to a second embodiment.

Im Unterschied zu dem Zeitablauf der Kommunikation gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die eigene Zeitschlitz-Nummer schon fest vorgegeben. Dies wird erreicht, indem auf dem Bus 40 fest zugeordnete Zeitschlitz-Nummern verwendet werden. Dadurch ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Re-Integrations-Verfahren überflüssig, da jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4, des Busses 40 den ihr zugeordneten Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 kennt.In contrast to the timing of the communication according to the previous exemplary embodiment, in the present exemplary embodiment the own time slot number is already firmly specified. This is achieved by being on the bus 40 permanently assigned time slot numbers are used. As a result, a reintegration process is superfluous in the present exemplary embodiment, since each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th , the bus 40 the time slot assigned to it S1 , S2 , S3 , S4 knows.

Die Zuordnung der Zeitschlitze kann implizit erfolgen, beispielsweise ist der Teilnehmerstation 1 der Zeitschlitz 1 zugeordnet, der Teilnehmerstation 2 ist der Zeitschlitz 2 zugeordnet, usw., wie in 5 als Beispiel gezeigt.The time slots can be assigned implicitly, for example, time slot 1 is assigned to subscriber station 1, the subscriber station 2 is the time slot 2 assigned, etc., as in 5 shown as an example.

Alternativ kann die Zuordnung der Zeitschlitze explizit erfolgen, insbesondere im SOCR, mitgeteilt werden.Alternatively, the time slots can be assigned explicitly, in particular communicated in the SOCR.

Erfolgt die Zuordnung explizit mit dem SOCR, werden in dem Datenfeld DF des SOCR Informationen übertragen. Hierbei ist es möglich, dass in dem Datenfeld DF des SOCR die Anzahl SN der Zeitschlitze und die Zeitschlitz-Zuordnung zu den Teilnehmerstationen des Busses 40 enthalten ist. Demzufolge wird mit dem Datenfeld DF des SOCR an die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 die Anzahl SN der Zeitschlitze in der nun folgenden Runde mitgeteilt sowie auch die Zuordnung der Zeitschlitze zu den Teilnehmerstationen des Busses 40 mitgeteilt. In diesem Fall besteht die Option, dass in jeder Runde C die Anzahl SN der Zeitschlitze und die Zeitschlitz-Zuordnung zu den Teilnehmerstationen des Busses 40 beliebig festgelegt sein kann und somit in jeder Runde C anders sein kann.If the assignment is made explicitly with the SOCR, information is transmitted in the data field DF of the SOCR. It is possible here for the number SN of time slots and the time slot assignment to the subscriber stations of the bus to be in the data field DF of the SOCR 40 is included. Accordingly, with the data field DF of the SOCR to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th communicated the number SN of the time slots in the now following round as well as the assignment of the time slots to the subscriber stations of the bus 40 communicated. In this case, there is the option that in each round C the number SN of time slots and the time slot assignment to the subscriber stations of the bus 40 can be set arbitrarily and thus can be different in each round C.

Beispielsweise steht im ersten Byte im Datenfeld DF des SOCR die Anzahl SN der Zeitschlitze in der nun beginnenden Runde. Außerdem kann in den nachfolgenden Bytes im Datenfeld DF des SOCR die Zuordnung der Zeitschlitze zu den Teilnehmerstationen des Busses 40 enthalten sein. Beispielsweise enthält somit nach dem Byte 0 das Byte 1 im Datenfeld DF die Zuordnung von Zeitschlitz S1 zu einer Teilnehmerstation-Nummer, Byte 2 die Zuordnung von Zeitschlitz S2 zu einer Teilnehmerstation-Nummer, usw.For example, the first byte in the data field DF of the SOCR contains the number SN of time slots in the round that is now beginning. In addition, the assignment of the time slots to the subscriber stations of the bus can be done in the following bytes in the data field DF of the SOCR 40 be included. For example, after byte 0, byte 1 in data field DF contains the allocation of time slots S1 to a subscriber station number, byte 2 the allocation of time slot S2 to a subscriber station number, etc.

Damit kann die Bandbreite, also die Anzahl und/oder die Länge von Zeitschlitzen S1, S2, S3, S4, die einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 des Busses 40 zugesichert wird, im Betrieb sehr einfach erhöht oder gesenkt werden. Hierbei ergibt sich die Länge der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 durch die Länge des mindestens einen gesendeten Rahmens. Beispielsweise kann auf einen speziellen Betriebsmodus umgeschaltet werden, insbesondere das Flashen in der Werkstatt, wo dem Sender eine besonders hohe Bandbreite zugestanden wird. Alternativ oder zusätzlich kann auf einen Sicherheitsnotfall reagiert werden. Ein solcher Notfall könnte sein, dass eine Komponente ausfällt. Unter einer solchen Bedingung könnte mindestens einer eher unwichtigen Teilnehmerstation die Kommunikation vollständig oder zumindest teilweise untersagt werden. Damit wird erreicht, dass zusätzlichen Rahmen Bandbreite zugeteilt werden kann.This allows the bandwidth, i.e. the number and / or the length of time slots S1 , S2 , S3 , S4 that a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th of the bus 40 is guaranteed, can be easily increased or decreased during operation. This results in the length of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 by the length of the at least one frame sent. For example, it is possible to switch to a special operating mode, in particular flashing in the workshop, where the transmitter is granted a particularly high bandwidth. Alternatively or in addition, a security emergency can be responded to. One such emergency could be a component failure. Under such a condition, at least one rather unimportant subscriber station could be completely or at least partially prohibited from communication. This means that additional frames can be allocated bandwidth.

Durch die Auswertung der Information zu der Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4, beispielsweise aus dem vom Bus 40 empfangenen SOCR, ist für die jeweilige Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 des Busses 40 die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 in der Runde C sichtbar. Daher wird folgendermaßen vorgegangen.By evaluating the information on the assignment of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 , for example from the bus 40 received SOCR is for the respective subscriber station 1, 2 , 3 , 4th of the bus 40 the assignment of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 visible in round C. Therefore, the procedure is as follows.

Im Betrieb des Busses 40 gemäß 5 weiß somit jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 am Bus 40, genauer gesagt jede Zeitplanungseinheit 151, 251, 351, dass eine neue Runde C immer mit einem SOCR beginnt. Jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 am Bus 40, genauer gesagt jede Zeitplanungseinheit 151, 251, 351, weiß, welcher Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 der Teilnehmerstation zugeordnet ist. Somit weiß jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 am Bus 40, genauer gesagt jede Zeitplanungseinheit 151, 251, 351, in welchem Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 die Teilnehmerstation senden darf.In operation of the bus 40 according to 5 every subscriber station knows 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 , more specifically, each scheduling unit 151 , 251 , 351 that a new round C always begins with a SOCR. Each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 , more specifically, each scheduling unit 151 , 251 , 351 , knows which time slot S1 , S2 , S3 , S4 is assigned to the subscriber station. Each subscriber station 1 thus knows 2 , 3 , 4th on the bus 40 , more specifically, each scheduling unit 151 , 251 , 351 in which time slot S1 , S2 , S3 , S4 the subscriber station is allowed to send.

Dadurch, dass die Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 den Teilnehmerstationen S1, S2, S3, S4 schon zugeordnet sind und jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 immer nur in ihrem Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 sendet, erfolgt keine Arbitration. Somit muss nicht zwischen den zwei Fällen „Re-Integration nach dem Einschalten“ und „Normaler Betrieb“ unterschieden werden. Es gibt nur den normalen Betrieb, der bereits in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben ist.By having the time slots S1 , S2 , S3 , S4 the subscriber stations S1 , S2 , S3 , S4 are already assigned and each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th always only in their time slot S1 , S2 , S3 , S4 no arbitration takes place. This means that there is no need to differentiate between the two cases “re-integration after switching on” and “normal operation”. There is only normal operation that is already in With reference to the first embodiment is described.

Gemäß 5 ist der Teilnehmerstation 1 der Zeitschlitz S1 zugeordnet, der Teilnehmerstation 2 ist der Zeitschlitz S2 zugeordnet, der Teilnehmerstation 3 ist der Zeitschlitz S3 zugeordnet und der Teilnehmerstation 4 ist der Zeitschlitz S4 zugeordnet. Dies ist auf der linken Seite von 5 veranschaulicht. Die Zuordnung ist z.B. durch Konfiguration der Zeitplanungseinheit erfolgt.According to 5 subscriber station 1 is the time slot S1 assigned to the subscriber station 2 is the time slot S2 assigned to the subscriber station 3 is the time slot S3 assigned and the subscriber station 4th is the time slot S4 assigned. This is on the left of 5 illustrated. The assignment is made, for example, by configuring the scheduling unit.

Bei dem Beispiel von 5 wird die Teilnehmerstation 3 eingeschaltet und ist bei dem Zeitpunkt t4 bereit, an der CAN-Kommunikation teilzunehmen. Anschließend wartet die Teilnehmerstation 3 beispielsweise auf den SOCR. Mit dem Empfang es SOCR ist die Teilnehmerstation 3 synchronisiert. Danach wartet die Teilnehmerstation 3 auf den ihr zugeordneten Zeitschlitz, also bei dem Beispiel von 5 auf den zeitschlitz S3. Die Teilnehmerstation 3 kann dann ab einem Zeitpunkt t5 ihren Rahmen senden.In the example of 5 becomes the subscriber station 3 switched on and is ready at time t4 to participate in the CAN communication. The subscriber station then waits 3 for example on the SOCR. The subscriber station is on receipt of the SOCR 3 synchronized. The subscriber station then waits 3 to the time slot assigned to it, i.e. in the example of 5 on the time slot S3 . The participant station 3 can then send its frame from a point in time t5.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird somit die Teilnehmerstation-Nummer vom System-Integrator bzw. vom Konfigurator des Bussystems 100 vorgegeben. Daher ist die Reihenfolge der Kommunikation auf dem Bus 40 nicht mehr selbstorganisierend, sondern sie wird vorgegeben, nämlich über die Zuweisung der Teilnehmerstation-Nummer und optional zusätzlich über die Information im SOCR. Die Teilnehmerstationen dürfen dann nur in einer festgelegten Reihenfolge senden.
Diese Ausführungsvariante ist auch robuster hinsichtlich des Zählens der Zeitschlitze, da die Zuordnung der Zeitschlitze bereits fest vorgegeben ist. Außerdem hat auch das dritte vorliegende Ausführungsbeispiel insbesondere den zuvor genannten Vorteil, dass kein Rahmen zerstört wird, wenn es durch einen Fehler in einer der Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 dazu kommt, dass eine Teilnehmerstation im falschen Zeitschlitz sendet. Ein solcher Fehler führt lediglich zu einer Arbitration jedoch nicht zum Zerstören der beiden Rahmen auf dem Bus.
In the second exemplary embodiment, the subscriber station number is thus obtained from the system integrator or from the configurator of the bus system 100 given. Hence the order of communication on the bus 40 no longer self-organizing, but rather it is specified, namely via the assignment of the subscriber station number and optionally also via the information in the SOCR. The subscriber stations are then only allowed to send in a defined order.
This embodiment variant is also more robust with regard to the counting of the time slots, since the allocation of the time slots is already fixed. In addition, the third present embodiment also has the aforementioned advantage that no frame is destroyed if it is caused by an error in one of the scheduling units 15th , 25th , 35 in addition, a subscriber station sends in the wrong time slot. Such an error only leads to an arbitration but not to the destruction of the two frames on the bus.

6 zeigt einen Zeitablauf bei dem Bussystem 100 zur Veranschaulichung einer Kommunikation gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 6 shows a timing in the bus system 100 to illustrate a communication according to a third embodiment.

Im Unterschied zu dem Zeitablauf der Kommunikation gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch möglich, dass eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 nach dem Einschalten oder Aufwachen noch schneller wieder auf die Zeitschlitz-Nummer synchronisiert ist als bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen. In contrast to the timing of the communication according to the previous embodiment, it is also possible in the present embodiment that a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th after switching on or waking up is synchronized again to the time slot number even more quickly than in the previous exemplary embodiments.

Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Teilnehmerstation-Nummer als zusätzliche Information in den Rahmen 450, 460 übertragen. Dadurch ist am Bus 40 bzw. durch Auswertung des vom Bus 40 empfangenen Rahmens sichtbar, welche Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 des Busses 40 derzeit sendet. Damit ist für jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 bekannt, welche Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 derzeit sendet und somit welche Nummer der aktuelle Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 hat. Hierfür wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel folgendermaßen vorgegangen.Therefore, in the present embodiment, a subscriber station number is used as additional information in the frame 450 , 460 transfer. This is on the bus 40 or by evaluating the from the bus 40 received frame visible which subscriber station 1, 2 , 3 , 4th of the bus 40 is currently sending. So for each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th known which subscriber station 1, 2 , 3 , 4th is currently sending and thus which number the current time slot is S1 , S2 , S3 , S4 Has. The procedure for this in the present exemplary embodiment is as follows.

Die Teilnehmerstation-Nummer kann an verschiedenen Stellen im Rahmen 450, 460 übertragen werden. Beispielsweise kann die Prioritäts-ID, die gleich dem Rahmen-Identifizierer 451x ist, der Teilnehmerstation-Nummer der Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 entsprechen. Alternativ oder zusätzlich kann die Teilnehmerstation-Nummer im Datenfeld DF oder mit via Datentypfeld (DataType Feld) DT übertragen werden.The subscriber station number can be found in various places in the frame 450 , 460 be transmitted. For example, the priority ID can be the same as the frame identifier 451x is the subscriber station number of subscriber station 1, 2 , 3 , 4th correspond. Alternatively or additionally, the subscriber station number can be transmitted in the data field DF or with via the data type field (DataType field) DT.

Bei dem Beispiel von 6 ist die Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zu den Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 auf der linken Seite von 6 zu sehen. Der Zeitschlitz S1 ist der Teilnehmerstation 1 zugeordnet, usw. und der Zeitschlitz S4 ist der Teilnehmerstation 4 zugeordnet.In the example of 6 is the allocation of the time slots S1 , S2 , S3 , S4 to the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th to the left of 6 to see. The time slot S1 is assigned to subscriber station 1, etc. and the time slot S4 is the subscriber station 4th assigned.

Die Teilnehmerstation 3 wird eingeschaltet und ist bei dem Beispiel von 6 bei dem Zeitpunkt t6 bereit, um an der CAN Kommunikation Teil zu nehmen. Anschließend wartet die Teilnehmerstation 3 auf den SOCR oder auf einen anderen Rahmen, um sich auf die Zeitschlitz-Nummern zu synchronisieren. Bei dem Zeitpunkt t7 hat die Teilnehmerstation 3 einen Rahmen von der Teilnehmerstation 2 empfangen Sobald die Teilnehmerstation 3 die im Rahmen der Teilnehmerstation 2 übertragene Teilnehmerstation-Nummer empfangen hat, weiß die Teilnehmerstation 3, dass der soeben verstrichene Zeitschlitz der Zeitschlitz S2 ist. Dadurch ist die Teilnehmerstation 3 auf die Zeitschlitz-Nummern synchronisiert. Da bei diesem Beispiel direkt anschließend der Zeitschlitz S3 kommt, kann die Teilnehmerstation in dem Zeitschlitz S3 ihren Rahmen mit dem Sendesignal TX3 senden. Hätte die Teilnehmerstation 2 ihre Sendegelegenheit TO verstreichen lassen, hätte die Teilnehmerstation 3 wenige Bits später den SOCR empfangen und wäre damit auch auf die Zeitschlitze S synchronisiert.The participant station 3 is switched on and is in the example of 6 ready at time t6 to take part in the CAN communication. The subscriber station then waits 3 on the SOCR or on another frame in order to synchronize to the time slot numbers. At time t7, the subscriber station has 3 a frame from the subscriber station 2 received as soon as the subscriber station 3 those in the context of the subscriber station 2 has received transmitted subscriber station number, the subscriber station knows 3 that the time slot just elapsed is the time slot S2 is. This is the subscriber station 3 synchronized to the time slot numbers. In this example, the time slot directly follows S3 comes, the subscriber station can in the time slot S3 send their frame with the transmit signal TX3. Had the participant station 2 the subscriber station would have let its transmission opportunity TO elapse 3 received the SOCR a few bits later and would thus also be synchronized to the time slots S.

Sehr vorteilhaft ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel, dass eine wieder eingeschaltete oder aufgewachte Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 aufgrund der im Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 übertragenen Teilnehmerstation-Nummer schneller auf die fest zugeordneten Zeitschlitz-Nummern S1, S2, S3, S4 bzw. die in der Kommunikation am Bus 40 vorhandenen Zeitschlitz-Nummern S1, S2, S3, S4 synchronisiert ist als bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen. Somit wird die zeitliche Verzögerung im ungünstigsten Fall (Worst-Case Delay) für den Buszugriff einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 auf 1*SN maximale Rahmenlängen plus die Rahmenlänge des SOCR reduziert. Damit ist die zeitliche Verzögerung im ungünstigsten Fall ca. um die Hälfte geringer als bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen.It is very advantageous in the third exemplary embodiment that a subscriber station 1, which is switched on or woken up again, 2 , 3 , 4th due to the time slot S1 , S2 , S3 , S4 transmitted subscriber station number faster to the permanently assigned time slot numbers S1 , S2 , S3 , S4 or in communication on the bus 40 existing time slot numbers S1 , S2 , S3 , S4 is synchronized than in the previous embodiments. Thus, the time delay in worst case delay for bus access of a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th reduced to 1 * SN maximum frame length plus the frame length of the SOCR. In the worst case, the time delay is thus approximately half less than in the previous exemplary embodiments.

Diese Ausführungsvariante ist auch robuster hinsichtlich des Zählens der Zeitschlitze, da die Zeitschlitznummer auf dem Bus 40 zu sehen ist. Noch dazu hat auch das vorliegende Ausführungsbeispiel insbesondere den bereits zuvor genannten Vorteil, dass kein Rahmen zerstört wird, wenn es durch einen Fehler in einer der Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 dazu kommt, dass eine Teilnehmerstation im falschen Zeitschlitz sendet. Ein solcher Fehler führt lediglich zu einer Arbitration jedoch nicht zu einer Zerstörung der beiden Rahmen auf dem Bus.This embodiment variant is also more robust with regard to the counting of the time slots since the time slot number is on the bus 40 you can see. In addition, the present exemplary embodiment also has, in particular, the previously mentioned advantage that no frame is destroyed if it is caused by an error in one of the scheduling units 15th , 25th , 35 in addition, a subscriber station sends in the wrong time slot. Such an error only leads to arbitration but not to the destruction of the two frames on the bus.

7 zeigt einen Zeitablauf bei dem Bussystem 100 zur Veranschaulichung einer Kommunikation gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Hierfür zeigt 7 in ihrem linken Teil eine Runde mit einer minimalen Rundenzeitdauer T_C_mn, in welcher alle Zeitschlitze S1 bis S4 jeweils mindestens zwei Arbitrations-Bitzeiten haben. Beispielsweise hat der Zeitschlitz S3 eine erste Bitzeit B1_S3 und eine zweite Bitzeit B2_S3. Dasselbe gilt für die anderen Zeitschlitze S1, S2, S4. 7th shows a timing in the bus system 100 to illustrate a communication according to a fourth embodiment. For this shows 7th in its left part a lap with a minimum lap duration T_C_mn, in which all time slots S1 to S4 each have at least two arbitration bit times. For example, the time slot has S3 a first bit time B1_S3 and a second bit time B2_S3 . The same applies to the other time slots S1 , S2 , S4 .

Eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4, die in einem Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 ihre Sendegelegenheit TO hat, muss ihren Rahmen im ersten Bit des ihr zugeordneten Zeitschlitzes S1, S2, S3, S4 starten, um einen Rahmen garantiert senden zu können. Somit verstreicht im Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 kein Bit. Lässt eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 das erste Bit ihres Zeitschlitzes S1, S2, S3, S4 verstreichen, so hat die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 auch ihre Sendegelegenheit TO verstreichen lassen, die der Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 den Versand eines Rahmes garantiert hätte. Somit möchte die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 derzeit keinen Rahmen senden.A subscriber station 1, 2 , 3 , 4th that are in a time slot S1 , S2 , S3 , S4 its transmission opportunity TO has its frame in the first bit of the time slot assigned to it S1 , S2 , S3 , S4 start to be able to send a frame guaranteed. Thus elapses in the time slot S1 , S2 , S3 , S4 not a bit. If a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th the first bit of their time slot S1 , S2 , S3 , S4 elapse, subscriber station 1 has 2 , 3 , 4th also let their transmission opportunity TO pass that the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th would have guaranteed the dispatch of a cream. Thus subscriber station 1 would like to 2 , 3 , 4th currently not sending a frame.

Als Folge davon kann eine andere Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 nun diesen Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 zum Senden nutzen. Es ist jedoch möglich, dass beispielsweise die Teilnehmerstation 1 ihre erste Bitzeit B1_S1 ihres Zeitschlitzes S1 verstreichen lässt, aber dann in der zweiten Bitzeit B2_S1 ihres Zeitschlitzes S1 doch mit dem Senden eines Rahmens beginnt. Somit können bei diesem Beispiel alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 im zweiten Bit B2_S1 des Zeitschlitzes S1 einen Rahmen starten. Die Rahmen können auch um diesen freien Zeitschlitz S1 „kämpfen“, also am Bus 40 arbitrieren. Damit derjenige Rahmen die Arbitration gewinnt, der die höchste Priorität hat, können die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 für ihre Rahmen, die im zweiten Bit eines Zeitschlitzes beginnen, Identifizierer 451x verwenden, die zur Priorität des Rahmens passen. Durch die Arbitration wird sich der Rahmen mit der höchsten Priorität durchsetzen.As a result, another subscriber station 1, 2 , 3 , 4th now this time slot S1 , S2 , S3 , S4 use to send. However, it is possible, for example, for the subscriber station 1 to have its first bit time B1_S1 of their time slot S1 passes, but then in the second bit time B2_S1 of their time slot S1 but starts with sending a frame. In this example, all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th in the second bit B2_S1 of the time slot S1 start a frame. The frames can also be around this free time slot S1 "Fight", so on the bus 40 arbitrate. So that the frame that has the highest priority wins the arbitration, the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th for their frames which start in the second bit of a time slot, identifiers 451x that match the priority of the frame. As a result of the arbitration, the frame with the highest priority will prevail.

Durch diese Ausgestaltung der minimalen Dauer T_S_mn der Zeitschlitze S1 bis S4 ist es möglich, dass eine der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 die Sendegelegenheit TO einer anderen Teilnehmerstation nutzt, weil aus einer ungenutzt verstrichenen ersten Bitzeit klar ist, dass die entsprechende Teilnehmerstation ihre garantierte Sendegelegenheit TO nicht genutzt hat.This configuration of the minimum duration T_S_mn of the time slots S1 to S4 it is possible that one of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th uses the transmission opportunity TO of another subscriber station because it is clear from an unused first bit time that the corresponding subscriber station has not used its guaranteed transmission opportunity TO.

Bei dem Beispiel von 7 nutzt die Teilnehmerstation 4 den ihr zugeordneten vierten Zeitschlitz S4 zum Senden des Sendesignals TX4 in einem Rahmen. Zu einem Zeitpunkt t8 während des Zeitschlitzes S4 ist die Teilnehmerstation 3 bereit, einen Rahmen zu senden. Da die Teilnehmerstation 1 keinen Rahmen versendet - die erste Bitzeit B1_S1 verstreicht ungenutzt - sendet die Teilnehmerstation 3 ab dem Zeitpunkt t9 das Sendesignal TX3 als Rahmen in der zweiten Bitzeit B2_S1 des Zeitschlitzes S1. Der zweite und dritte Zeitschlitz S2, S3 wird jeweils von der zugehörigen Teilnehmerstation 2, 3 genutzt. Somit werden die Sendesignale TX2, TX3 jeweils in einem Rahmen auf den Bus 40 gesendet. Da die Teilnehmerstation 4 keinen Rahmen versendet - die erste Bitzeit B1_S4 verstreicht ungenutzt - senden die Teilnehmerstationen 1, 2 ab dem Zeitpunkt t10 Rahmen auf den Bus 40. Bei der folgenden Arbitration gewinnt die Teilnehmerstation 2, so dass das Sendesignal TX2 als Rahmen in dem Zeitschlitz S4 auf den Bus 40 gesendet wird.In the example of 7th uses the subscriber station 4th the fourth time slot assigned to it S4 for sending the transmission signal TX4 in one frame. At a time t8 during the time slot S4 is the subscriber station 3 ready to send a frame. Since the subscriber station 1 does not send a frame - the first bit time B1_S1 elapses unused - sends the subscriber station 3 from time t9 the transmission signal TX3 as a frame in the second bit time B2_S1 of the time slot S1 . The second and third time slot S2 , S3 is in each case from the associated subscriber station 2 , 3 used. Thus, the transmit signals TX2, TX3 are each in a frame on the bus 40 Posted. Since the subscriber station 4th no frame is sent - the first bit time B1_S4 elapses unused - the subscriber stations send 1, 2 from time t10 frame on the bus 40 . In the following arbitration, the subscriber station wins 2 so that the transmission signal TX2 as a frame in the time slot S4 on the bus 40 is sent.

Ein Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, dass eine deterministische Zuteilung der Kommunikationsbandreite mit einem Datenverkehr mit bestem Aufwand (Best-Effort- Datenverkehr) mischbar ist. Der Datenverkehr mit bestem Aufwand kommt nur zustande, wenn manche Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 die ihnen zugeteilte Bandbreite, also den Sendeschlitz S1, S2, S3, S4, nicht nutzen.One advantage of the present exemplary embodiment is that a deterministic allocation of the communication bandwidth can be mixed with data traffic with the best effort (best effort data traffic). The data traffic with the best effort only comes about if some subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th the bandwidth allocated to them, i.e. the transmission slot S1 , S2 , S3 , S4 , not use.

Ein weiterer großer Vorteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist, dass die zeitliche Verzögerung im ungünstigsten Fall (Worst-Case Delay) für den Buszugriff dadurch nur minimal zunimmt. Die zeitliche Verzögerung nimmt minimal zu, weil die Teilnehmerstationen erst eine Bitzeit abwarten, bevor sie einen anderen Zeitschlitz verwenden.Another major advantage of the present exemplary embodiment is that the time delay in the worst case (worst-case delay) for bus access increases only minimally as a result. The time delay increases minimally because the subscriber stations first wait a bit before using another time slot.

Prinzipiell kann die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn alternativ drei oder mehr Arbitrations-Bitzeiten lang sein. Die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 am Bus 40 können dann in verschiedene Prioritätsklassen eingeteilt werden. Je niedriger die Prioritätsklasse einer Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4, desto später innerhalb eines freibleibenden Zeitschlitzes darf die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 eine Sendung starten.In principle, the minimum time slot duration T_S_mn can alternatively be three or more arbitration bit times. The subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th on the bus 40 can then be divided into different priority classes. The lower the priority class of a subscriber station 1, 2 , 3 , 4th , the later within a free time slot the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th start a broadcast.

Gemäß einer Modifikation des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Ausgestaltung mit mindestens zwei Bitzeiten dazu verwendbar, dass sich Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 nach einem Aufwachen oder Einschalten so Re-Integrieren, dass eine sendende Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 nicht benachteiligt wird, indem der sendenden Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 der ihr zugeordnete Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 weggenommen wird. Dazu verwendet möglichst jede Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 zur Re-Integration nur Zeitschlitze S1, S2, S3, S4, die im ersten Bit vom eigentlichen Zeitschlitz-Inhaber nicht verwendet wurden. Sendet die sich re-integrierende Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 ab dem zweiten Bit des Zeitschlitzes S1, S2, S3, S4 ihren Rahmen und gewinnt sie die Arbitration und kann den Rahmen erfolgreich senden, das heißt fehlerfrei, so wird ihr anschließend der Zeitschlitz, zugeordnet.According to a modification of the present exemplary embodiment, the configuration with at least two bit times can be used for subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th after waking up or switching on, re-integrate in such a way that a sending subscriber station 1, 2 , 3 , 4th is not disadvantaged by the sending subscriber station 1, 2 , 3 , 4th the time slot assigned to it S1 , S2 , S3 , S4 is taken away. For this purpose, each subscriber station 1 uses, if possible, 2 , 3 , 4th only time slots for re-integration S1 , S2 , S3 , S4 which were not used in the first bit by the actual timeslot holder. If the re-integrating subscriber station of the subscriber stations 1 sends 2 , 3 , 4th from the second bit of the time slot S1 , S2 , S3 , S4 its frame and wins the arbitration and can send the frame successfully, that is, error-free, so the time slot is then assigned to it.

8 zeigt einen Zeitablauf bei dem Bussystem 100 zur Veranschaulichung einer Kommunikation gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. 8th shows a timing in the bus system 100 to illustrate a communication according to a fifth embodiment.

Im Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist die Kommunikationsbandreite am Bus 40 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht gleichmäßig zwischen den Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 verteilt. Stattdessen wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein sogenanntes WRR-Verfahren (Weighted Round Robin Verfahren) eingesetzt. Dabei bekommt jede Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 einen weiteren Parameter W (weight = Gewicht), der in der zugehörigen Zeitplanungseinheit 15, 25, 35 bei der Konfiguration einstellbar ist. Der Parameter W gibt die Zahl der Rahmen 450, 460 an, welche die Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 pro Runde C senden darf. Eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, 4 bekommt dazu W Zeitschlitze zur Verfügung gestellt. Daher entspricht der in der mindestens einen Master-Teilnehmerstation eingestellte Parameter SN jetzt nicht mehr der Anzahl der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4, sondern der Summe aller Werte des Parameters W.In contrast to the previous exemplary embodiments, the communication bandwidth is on the bus 40 in the present exemplary embodiment not evenly between the subscriber station 1, 2 , 3 , 4th distributed. Instead, a so-called WRR method (Weighted Round Robin method) is used in the present exemplary embodiment. Each subscriber station receives 1, 2 , 3 , 4th a further parameter W (weight = weight), which is in the associated scheduling unit 15th , 25th , 35 can be set during configuration. The parameter W gives the number of frames 450 , 460 which subscriber station 1, 2 , 3 , 4th per lap C. A subscriber station 1, 2 , 3 , 4th W timeslots are made available for this purpose. The parameter SN set in the at least one master subscriber station therefore no longer corresponds to the number of subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th , but the sum of all values of the parameter W.

8 zeigt ein Beispiel mit vier Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4, bei denen für die Teilnehmerstation 1 der Parameter W = 2 eingestellt ist. Dagegen ist für die anderen Teilnehmerstationen 2, 3, 4 jeweils ein Parameter W = 1 eingestellt. Somit berechnet sich die Anzahl SN der Zeitschlitze als SN = 2 + 1 + 1 + 1 = 5. Demzufolge hat eine Runde C eine Anzahl von 5 Zeitschlitzen, nämlich S1, S2, S3, S4, S5. Hierbei kann die Teilnehmerstation 1 pro Runde zwei Rahmen 450, 460 senden, nämlich in den Zeitschlitzen S1 und S2. Die anderen Teilnehmerstationen 2, 3, 4 können pro Runde C jeweils nur einen Rahmen 450, 460 senden. 8th shows an example with four subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th for which the parameter W = 2 is set for subscriber station 1. Against this is for the other subscriber stations 2 , 3 , 4th one parameter W = 1 is set in each case. The number SN of time slots is thus calculated as SN = 2 + 1 + 1 + 1 = 5. As a result, a round C has a number of 5 time slots, namely S1 , S2 , S3 , S4 , S5 . Here the subscriber station 1 can have two frames per round 450 , 460 send, namely in the time slots S1 and S2 . The other participant stations 2 , 3 , 4th can only have one frame per round C. 450 , 460 send.

9 zeigt zur Erläuterung eines sechsten Ausführungsbeispiels eine Differenzspannung V-diff, die sich aus der Differenz der Bussignale CAN_H und CAN_L auf dem Bus 40 berechnet. 9 shows, to explain a sixth exemplary embodiment, a differential voltage V-diff, which results from the difference between the bus signals CAN_H and CAN_L on the bus 40 calculated.

Gemäß 9 sendet eine Teilnehmerstation 1, 2, 3, die ihre Sendegelegenheit TO nicht verwendet, einen kurzen Dominantpuls P am Anfang der Bits B1_S1, B1_S2, B1_S3, usw. in ihrem Zeitschlitz S1, S2, S3. Bei dem Beispiel von 9 wird in jedem Zeitschlitz S1, S2, S3 nur ein Bit, nämlich das Bit B1 gesendet, da die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn hier mit einer Arbitrations-Bitzeit angenommen ist. Die Bits werden von den empfangenden Teilnehmerstationen 1, 2, 3 bei einem Abtastzeitpunkt t_A abgetastet. Wenn die minimale Dauer T_S_mn eines Zeitschlitzes mehreren Arbitrations-Bitzeiten entspricht, dann kann die Teilnehmerstation, der der Zeitschlitz zugeordnet ist, am Anfang jedes Bits einen dominanten Puls P senden, wenn die Teilnehmerstation ihre Sendegelegenheit TO verstreichen lässt.According to 9 sends a subscriber station 1, 2 , 3 who do not use their transmission opportunity TO put a short dominant pulse P at the beginning of the bits B1_S1 , B1_S2 , B1_S3 , etc. in their time slot S1 , S2 , S3 . In the example of 9 is in every time slot S1 , S2 , S3 only one bit, namely the bit B1 sent, since the minimum time slot duration T_S_mn is assumed here with an arbitration bit time. The bits are used by the receiving subscriber stations 1, 2 , 3 sampled at a sampling time t_A. If the minimum duration T_S_mn of a time slot corresponds to several arbitration bit times, then the subscriber station to which the time slot is assigned can send a dominant pulse P at the beginning of each bit if the subscriber station lets its transmission opportunity TO elapse.

Hierbei sendet die zugehörige Teilnehmerstation 1, 2, 3 in den rezessiven Bits ihres Zeitschlitzes S1, S2, S3 einen Dominantpuls P von z.B. 200 ns. Alle CAN Teilnehmerstationen 1, 2, 3 synchronisieren sich auf die rezessiv-dominant-Flanke S_F des Dominantpulses P. Da die Arbitrations-Bitzeit gemäß der zuvor genannten Spezifikation auf 1000 ns bzw. 1 Mbit/s limitiert ist, ist ein entsprechender Puls P von 200ns nicht einschränkend. Alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3 tasten das eigentlich rezessive Bit B1 trotz des Dominantpulses P als rezessiv ab, weil der Puls P am Abtastzeitpunkt t_A schon lange wieder zu Ende ist.The associated subscriber station sends 1, 2 , 3 in the recessive bits of your time slot S1 , S2 , S3 a dominant pulse P of eg 200 ns. All CAN subscriber stations 1, 2 , 3 synchronize to the recessive-dominant edge S_F of the dominant pulse P. Since the arbitration bit time is limited to 1000 ns or 1 Mbit / s according to the aforementioned specification, a corresponding pulse P of 200 ns is not restrictive. All subscriber stations 1, 2 , 3 feel the actually recessive bit B1 despite the dominant pulse P, it turns into recessive because the pulse P has long ended again at the sampling time t_A.

Hierdurch ist es möglich, dass die Teilnehmerstationen 1, 2, 3 die Synchronisation zu den Zeitschlitzen S1, S2, S3 nicht verlieren, auch wenn in der Kommunikation auf dem Bus 40 lange Idle Phasen vorkommen, in denen alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3 ihre Sendegelegenheit TO nicht nutzen. Mittels der Dominantpulse P können die Teilnehmerstationen 1, 2, 3 synchronisiert gehalten werden.This makes it possible for the subscriber stations 1, 2 , 3 the synchronization to the time slots S1 , S2 , S3 not lose, even when in communication on the bus 40 long idle phases occur in which all subscriber stations 1, 2 , 3 do not use their transmission opportunity TO. By means of the dominant pulses P, the subscriber stations 1, 2 , 3 are kept synchronized.

Somit kommt das Bussystem 100 mit Takten zurecht, die relativ hohe Toleranzen haben. Hierbei synchronisieren sich die Teilnehmerstationen 1, 2, 3 auf rezessivdominant-Flanken am Bus 40.So comes the bus system 100 coped with clocks that have relatively high tolerances. The subscriber stations 1 synchronize here, 2 , 3 on recessive dominant flanks on the bus 40 .

Gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass eine oder mehrere Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 der vorangehenden Ausführungsbeispiele mehrere Rahmen pro Zeitschlitz S1, S2, S3, S4 senden. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise vorteilhaft, um die Kommunikationsbandbreite am Bus 40 gerechter aufzuteilen, wenn beispielsweise die Teilnehmerstation 1 typischerweise kurze Rahmen 460 sendet und die Teilnehmerstation 2 typischerweise lange Rahmen 450 sendet. Kann jede Teilnehmerstation 1, 2 immer nur einen Rahmen in dem ihr zugeordneten Zeitschlitz S1, S2 senden, dann hat die Teilnehmerstation 1 bei den Verfahren gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel weniger Bandbreite als die Teilnehmerstation 2.According to a seventh embodiment, it is possible that one or more subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th of the previous embodiments several frames per time slot S1 , S2 , S3 , S4 send. This configuration is advantageous, for example, in order to increase the communication bandwidth on the bus 40 to divide more equitably if, for example, the subscriber station 1 typically short frames 460 sends and the subscriber station 2 typically long frames 450 sends. Can each subscriber station 1, 2 only ever one frame in the time slot assigned to it S1 , S2 send, then the subscriber station has 1 in the process according to the first to third exemplary embodiment, less bandwidth than the subscriber station 2 .

Um mehr Fairness hinsichtlich der Kommunikationsbandbreite zu erreichen als bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel, wird beispielsweise der Teilnehmerstation 1 erlaubt, während ihres Zeitschlitzes S1 mehrere kurze Rahmen 450 zu senden. Um fair zu bleiben, sollten die Rahmen 450 in Summe nicht länger sein als ein Rahmen 450 maximaler Länge.In order to achieve more fairness with regard to the communication bandwidth than in the first to third exemplary embodiments, the subscriber station 1 is permitted, for example, during its time slot S1 several short frames 450 to send. To be fair, the framework should 450 in total no longer than a frame 450 maximum length.

Die Signalisierung, dass von der Teilnehmerstation 1 noch ein Rahmen 460 in dieser Sendegelegenheit TO gesendet wird, kann auf die folgenden Arten geschehen.The signaling that the subscriber station 1 still has a frame 460 TO is sent on this transmission opportunity can be done in the following ways.

Beispielsweise kann hierfür der Identifizierer 451x verwendet werden. Hierbei werden die niederwertigen 4 Bit des Identifizierers (ID) 451x verwendet, um die Teilnehmerstation 1 zu identifizieren. Die nächsten 7 Bit des Identifizierers (ID) 451x werden verwendet, um mitzuteilen, dass noch weitere Rahmen 460 folgen werden. Beispielsweise kann 0x14 signalisieren, dass die Teilnehmerstation 4 einen Rahmen sendet, wobei die 1 signalisiert, dass dem Rahmen weitere Rahmen folgen. Dann könnte 0x04 signalisieren, dass die Teilnehmerstation 4 einen Rahmen sendet, wobei die 0 signalisiert, dass dem Rahmen keine Rahmen folgen.For example, the identifier 451x be used. The lower 4 bits of the identifier (ID) 451x used to identify the subscriber station 1. The next 7 bits of the identifier (ID) 451x are used to indicate that there are other frames 460 will follow. For example, 0x14 can signal that the subscriber station 4th sends a frame, the 1 signaling that the frame is followed by further frames. Then 0x04 could signal that the subscriber station 4th sends a frame, the 0 indicating that the frame is not followed by any frames.

Gemäß einer anderen Möglichkeit der Signalisierung, dass von der Teilnehmerstation 1 noch ein Rahmen 450 in dieser Sendegelegenheit TO gesendet wird, ist ein Feld Data Type (DT) im Kopf (Header) des Rahmens 450 verwendbar. Beispielsweise kann DT=0x30 signalisieren, dass kein anderer Rahmen der gleichen Teilnehmerstation folgt. Daher könnte DT=0x31 signalisieren, dass ein anderer Rahmen der gleichen Teilnehmerstation folgt. According to another possibility of signaling that the subscriber station 1 still has a frame 450 When TO is sent on this transmission opportunity, there is a Data Type (DT) field in the header of the frame 450 usable. For example, DT = 0x30 can signal that no other frame is following the same subscriber station. DT = 0x31 could therefore signal that another frame is following the same subscriber station.

Alternativ ist gemäß noch einer anderen Möglichkeit der Signalisierung ein dediziertes Bit im Kopf (Header) des Rahmens 460 verwendbar.Alternatively, according to yet another possibility of signaling, there is a dedicated bit in the header of the frame 460 usable.

Alternativ ist gemäß noch einer anderen Möglichkeit der Signalisierung ein Bit oder Byte am Anfang des in 2 gezeigten Datenfelds DF in der Datenphase 452 verwendbar.Alternatively, a bit or byte at the beginning of the in 2 shown data field DF in the data phase 452 usable.

Der Vorteil liegt darin, dass mehr Fairness hinsichtlich der Aufteilung der Kommunikationsbandbreite zwischen Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 in dem Fall herstellbar ist, in dem die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 unterschiedlich lange Rahmen 450, 460 versenden.The advantage is that more fairness with regard to the division of the communication bandwidth between subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th can be produced in the case in which the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th frames of different lengths 450 , 460 to ship.

Gemäß einem achten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass in den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 die Anzahl SN der Zeitschlitze größer eingestellt wird als die Anzahl N der Teilnehmerstationen ist. In diesem Fall bleibt mindestens ein Zeitschlitz übrig, der keiner der Teilnehmerstationen und somit niemandem am Bus 40 gehört. Kombiniert man dies mit dem vierten Ausführungsbeispiel, wo erläutert wird, wie andere Teilnehmerstationen ungenutzte Zeitschlitze verwenden können - so können die überzähligen Zeitschlitze von jeder Teilnehmerstation genutzt werden.According to an eighth exemplary embodiment, it is possible that in the time planning units 15th , 25th , 35 the number SN of time slots is set greater than the number N of subscriber stations. In this case, there is at least one time slot left that is not shared by any of the subscriber stations and thus not for anyone on the bus 40 heard. If this is combined with the fourth exemplary embodiment, where it is explained how other subscriber stations can use unused time slots, the surplus time slots can be used by each subscriber station.

Da in den überzähligen Zeitschlitzen prinzipiell alle Teilnehmerstationen gleichzeitig senden können und somit um den Bus 40 arbitrieren, entspricht dies einer strikten Prioritäts-Zeitplanung (Strict Priority Scheduling).Since, in principle, all subscriber stations can transmit simultaneously in the excess time slots and thus around the bus 40 arbitrate, this corresponds to strict priority scheduling.

Beispielsweise hat der Bus N = 4 Teilnehmerstationen, also die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4, und SN = 5 Zeitschlitze, also die Zeitschlitze S1, S2, S3, S4, S5. Jeder Teilnehmerstation ist exklusiv ein Zeitschlitz zugeteilt. Da in Zeitschlitz S5 nie ein Knoten sofort senden wird, können die Knoten ab dem zweiten Bit des Zeitschlitzes um den Zeitschlitz S5 arbitrieren.For example, the bus has N = 4 subscriber stations, i.e. subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th , and SN = 5 time slots, i.e. the time slots S1 , S2 , S3 , S4 , S5 . A time slot is exclusively allocated to each subscriber station. There in time slot S5 a node will never send immediately, the nodes can start from the second bit of the time slot around the time slot S5 arbitrate.

Alternativ kann dieses achte Ausführungsbeispiel auch als eine Erweiterung des zweiten oder dritten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden. Die Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 haben nicht nur die Anzahl SN der Zeitschlitze konfiguriert, sondern auch die Anzahl der Zeitschlitze, die allen Teilnehmerstationen, beispielsweise am Ende der Runde C, zur Verfügung stehen. Wenn die Zeitschlitze den Teilnehmerstationen fest zugeordnet sind wie in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, die Zeitschlitznummer optional in den gesendeten Rahmen enthalten ist und ein SOCR den Beginn einer Runde C markiert, dann ist eine Zeitplanungseinheit in der Lage, den Zeitschlitz S5 (aus dem Beispiel zuvor) zu erkennen. Wenn der Zeitschlitz S5 gekommen ist, können hier einfach alle Teilnehmerstationen um den Bus 40 arbitrieren. Die Kombination mit dem vierten Ausführungsbeispiel ist nicht mehr zwingend nötig.Alternatively, this eighth exemplary embodiment can also be designed as an extension of the second or third exemplary embodiment. The scheduling units 15th , 25th , 35 have configured not only the number SN of time slots, but also the number of time slots that are available to all subscriber stations, for example at the end of round C. If the time slots are permanently assigned to the subscriber stations, as in the second and third exemplary embodiments, the time slot number is optionally contained in the transmitted frame and a SOCR marks the start of a round C, then a time planning unit is able to determine the time slot S5 (from the example above). If the time slot S5 has come, all subscriber stations around the bus can simply be here 40 arbitrate. The combination with the fourth exemplary embodiment is no longer absolutely necessary.

Da jede der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 in dem Zeitschlitz S5 senden kann, erfolgt die Zuteilung der Sendegelegenheit TO in dem Zeitschlitz S5 strikt gemäß der Priorität also dem Identifizierer 451x der Rahmen, welche die Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 in dem Zeitschlitz S5 senden (Strict Priority Scheduling). Der Rahmen Identifizierer 451x der Nachrichten 450, 460 ist in diesem Zeitschlitz S5 sinnvoller Weise entsprechend der tatsächlichen Priorität der Nachrichten zu wählen, damit sich der Rahmen mit der höchsten Priorität durchsetzen kann.Since each of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th in the time slot S5 can transmit, the transmission opportunity TO is allocated in the time slot S5 strictly according to the priority, i.e. the identifier 451x the frame that the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th in the time slot S5 send (Strict Priority Scheduling). The frame identifier 451x the news 450 , 460 is in this time slot S5 sensibly to choose according to the actual priority of the messages so that the frame with the highest priority can prevail.

Gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Arbitrationsphase 451 bei der Kommunikation ganz oder zumindest teilweise weggelassen wird. Dadurch erfolgt im normalen Betrieb, auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel, bei einer deterministischen Zeitplanung (Scheduling) mit den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 keine Arbitration, weil jeder Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 ein oder mehrere Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 zugeteilt sind. Demzufolge kann nach der Zuordnung der Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 bzw. in diesem Betriebspunkt, die Arbitrationsphase 451 vor und nach der Datenphase 452 ganz oder zumindest teilweise weggelassen werden.According to a ninth embodiment, it is possible that the arbitration phase 451 is completely or at least partially omitted from communication. This takes place in the normal Operation, also in the first exemplary embodiment, with deterministic time planning (scheduling) with the time planning units 15th , 25th , 35 no arbitration because each subscriber station 1, 2 , 3 , 4th one or more time slots S1 , S2 , S3 , S4 are allocated. As a result, after the time slots have been assigned S1 , S2 , S3 , S4 or in this operating point, the arbitration phase 451 before and after the data phase 452 be completely or at least partially omitted.

Dadurch ist die Arbitrationsphase 451 nun kürzer als bei CAN, also kürzer sein als derzeit in der ISO 11898-1:2015 festgelegt.This is the arbitration phase 451 now shorter than with CAN, i.e. shorter than currently specified in ISO 11898-1: 2015.

In einem solchen Fall sind die folgenden zwei Betriebsmodi vorhanden. In einem ersten Betriebsmodus verwenden alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 beim Einschalten normale CAN Rahmen oder CAN XL Rahmen, weil es zur Arbitration auf dem Bus kommen kann. Sobald alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 in Betrieb sind und alle Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4 auf die Zeitschlitze S1, S2, S3, S4 synchronisiert sind, kommt daher keine Arbitration mehr vor. Daher kann nun in den zweiten Betriebsmodus gewechselt werden, bei welchem die Arbitrationsphase 451 ganz oder zumindest teilweise weggelassen wird.In such a case, there are the following two modes of operation. In a first operating mode, all subscriber stations use 1, 2 , 3 , 4th normal CAN frames or CAN XL frames when switched on, because arbitration can occur on the bus. As soon as all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th are in operation and all subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th on the time slots S1 , S2 , S3 , S4 are synchronized, there is therefore no more arbitration. It is therefore possible to switch to the second operating mode, in which the arbitration phase 451 is completely or at least partially omitted.

Damit kann vermieden werden, dass die Arbitrationsphase 451 und die Rahmenendphase 453 mit ihren relativ langen Bits, die vor und nach der Datenphase 452 angeordnet sind, zu einem relevanten Überhang (Overhead) bei der Datenübertragung auf dem Bus 40 und damit zu einer geringeren Netto-Datenrate führt.This can avoid the arbitration phase 451 and the frame end phase 453 with their relatively long bits that come before and after the data phase 452 are arranged to a relevant overhead during data transmission on the bus 40 and thus leads to a lower net data rate.

Gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Identifizierer 451x, die zum Senden der Rahmen 450, 460 verwendet werden, in zwei Bereiche aufgeteilt werden. Erstens in einen hochprioren Bereich, der für diejenigen Rahmen 450, 460 verwendet wird, die von einer Teilnehmerstation in dem der Teilnehmerstation zugeordneten Zeitschlitz gesendet wird. Und zweitens in einen niederprioren Bereich, der für diejenigen Rahmen verwendet wird, die in einem Zeitschlitz gesendet werden, der der sendenden Teilnehmerstation nicht exklusiv zugeordnet ist.According to a tenth exemplary embodiment, it is possible that the identifiers 451x that is used to send the frame 450 , 460 used, can be divided into two areas. First in a high priority area that is for those frames 450 , 460 is used, which is sent by a subscriber station in the time slot assigned to the subscriber station. And secondly, in a low-priority area that is used for those frames that are sent in a time slot that is not exclusively assigned to the sending subscriber station.

Um zu versuchen, einen Zeitschlitz zu verwenden, der einer anderen Teilnehmerstation exklusiv zugeordnet ist, muss beispielsweise die Teilnehmerstation 1, der der beispielsweise derzeit präsente Zeitschlitz S3 nicht exklusiv zugeordnet ist, einfach beim Sendeversuch des Rahmens 450, 460 einen Identifizierer 451x aus dem niederprioren Bereich verwenden. Damit ist sichergestellt, dass beispielsweise die Teilnehmerstation 3, der bei diesem Beispiel der derzeit präsente Zeitschlitz S3 exklusiv zugeordnet ist, die Arbitration immer gewinnen würde und somit dieser Zeitschlitz S3 der Teilnehmerstation 3 exklusiv zugeordnet bleibt. Wenn jedoch bei diesem Beispiel mindestens eine der anderen Teilnehmerstation 1, 2, 4 etwas zu senden hat, kann diese andere Teilnehmerstation 1, 2, 4 gleich zu Beginn des Zeitschlitzes S3 versuchen, einen Rahmen 450, 460 mit einem Identifzierer 451x aus dem niederprioren Bereich zu senden.In order to try to use a time slot that is exclusively assigned to another subscriber station, subscriber station 1, for example, the currently present time slot, must S3 is not assigned exclusively, simply when attempting to send the frame 450 , 460 an identifier 451x use from the lower priority area. This ensures that, for example, the subscriber station 3 , which in this example is the currently present time slot S3 is assigned exclusively, the arbitration would always win and thus this time slot S3 the subscriber station 3 remains exclusively assigned. However, if in this example at least one of the other subscriber station 1, 2 , 4th has to send something, this other subscriber station 1, 2 , 4th right at the beginning of the time slot S3 try a framework 450 , 460 with an identifier 451x to send from the lower priority area.

Dies hat den Vorteil, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn bei einer Arbitrations-Bitzeit verbleibt, wohingegen bei dem vierten Ausführungsbeispiel die minimale Zeitschlitzdauer T_S_mn zwei Arbitrations-Bitzeiten beträgt.This has the advantage that in the present embodiment the minimum time slot duration T_S_mn remains at one arbitration bit time, whereas in the fourth embodiment the minimum time slot duration T_S_mn is two arbitration bit times.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Teilnehmerstationen 1, 2, 3, 4, 10, 20, 30, des Bussystems 100 und die darin ausgeführten Verfahren können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All previously described configurations of the subscriber stations 1, 2 , 3 , 4th , 10 , 20th , 30th , the bus system 100 and the methods detailed therein can be used individually or in all possible combinations. In particular, all features of the exemplary embodiments described above and / or their modifications can be combined as desired. Additionally or alternatively, the following modifications in particular are conceivable.

Auch wenn die Erfindung zuvor am Beispiel des CAN-Bussystems beschrieben ist, kann die Erfindung bei jedem Kommunikationsnetzwerk und/oder Kommunikationsverfahren eingesetzt werden. Insbesondere können bei dem Kommunikationsnetzwerk und/oder Kommunikationsverfahren zwei verschiedene Kommunikationsphasen verwendet werden, wie zuvor in Bezug auf die Kommunikationsphasen 451, 452 beschrieben.Even if the invention is described above using the example of the CAN bus system, the invention can be used in any communication network and / or communication method. In particular, two different communication phases can be used in the communication network and / or communication method, as before with regard to the communication phases 451 , 452 described.

Insbesondere kann das Bussystem 100 gemäß den Ausführungsbeispielen ein Kommunikationsnetzwerk sein, bei welchem Daten seriell mit zwei verschiedenen Bitraten übertragbar sind. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 100 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.In particular, the bus system 100 According to the exemplary embodiments, it can be a communication network in which data can be transmitted serially at two different bit rates. It is advantageous, but not a mandatory requirement, that in the bus system 100 an exclusive, collision-free access by a subscriber station at least for certain periods of time 10 , 20th , 30th on a common channel is guaranteed.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem Bussystem 100 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere kann die Teilnehmerstation 20 in dem Bussystem 100 entfallen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 10 oder 30 in dem Bussystem 100 vorhanden sind. Denkbar ist, dass alle Teilnehmerstationen in dem Bussystem 100 gleich ausgestaltet sind, also nur Teilnehmerstation 10 oder nur Teilnehmerstation 30 vorhanden sind.The number and arrangement of the subscriber stations 10 , 20th , 30th in the bus system 100 of the exemplary embodiments is arbitrary. In particular, the subscriber station 20th in the bus system 100 omitted. It is possible that one or more of the subscriber stations 10 or 30th in the bus system 100 available. It is conceivable that all subscriber stations in the bus system 100 are designed the same, so only subscriber station 10 or only subscriber station 30th available.

Die deterministische Zeitplanung (Scheduling), die von den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 ausgeführt wird, lässt sich zu beliebiger Zeit anschalten oder ausschalten, um sich an die aktuellen Betriebszustände des Bussystems 100 anzupassen. Beispielsweise wird im Echtzeitbetrieb die deterministische Zeitplanung (Scheduling) verwendet. Dagegen kann die deterministische Zeitplanung (Scheduling) jedoch in der Werkstatt beim Aufspielen (Flashen) neuer Firmware-Versionen ausgeschaltet werden.The deterministic scheduling carried out by the scheduling units 15th , 25th , 35 is carried out, can be switched on or off at any time in order to be aware of the current operating status of the bus system 100 adapt. For example, deterministic scheduling is used in real-time operation. In contrast, deterministic scheduling can be switched off in the workshop when new firmware versions are loaded (flashed).

Möglich ist zusätzlich oder alternativ, dass bei einem Betrieb der deterministischen Zeitplanung (Scheduling) die zuvor beschriebenen Parameter SN, Ws, die von den Zeitplanungseinheiten 15, 25, 35 verwendet werden, im laufenden Betrieb beliebig änderbar sind.In addition or as an alternative, it is possible, when operating the deterministic time planning (scheduling), that the parameters SN, Ws described above are transferred by the time planning units 15th , 25th , 35 used, can be changed as required during operation.

Claims (20)

Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) für ein serielles Bussystem (100), mit einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Bussystems (100), einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden eines von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) erzeugten Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) in einem Rahmen (450; 460) auf einen Bus (40) des Bussystems (100), und einer Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) zur Planung eines zeitlichen Zugriffs der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in mindestens einem Zeitschlitz (S1 bis S4) einer Runde (C) von zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (S1 bis S4), wobei in einer Runde (C) für jede Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) zum Senden ihres Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) mindestens ein Zeitschlitz (S1 bis S4) vorgesehen ist und sich die Runde (C) zyklisch wiederholt, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, unter Verwendung mindestens einer von dem Bus (40) empfangenen Information eine Zuordnung zu bestimmen, die festlegt, welchen Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden des Rahmens (450; 460) für das Sendesignal (TX1; TX2; TX3; TX4) auf den Bus (40) verwenden darf.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) for a serial bus system (100), with a communication control device (11; 21; 31) for controlling communication between the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) with at least one other subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus system (100), a transmitting / receiving device (12; 22; 32) for transmitting a transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) generated by the communication control device (11; 21; 31) in a frame (450; 460) on a bus (40) of the bus system (100), and a time planning unit (15; 25; 35) for planning a temporal access of the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) to the bus (40) in at least one time slot (S1 to S4) of a round (C) of consecutive times Time slots (S1 to S4), wherein at least one time slot (S1 to S4) is provided in a round (C) for each subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) for sending its transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) and the round (C) repeats itself cyclically, and wherein the time planning unit (15; 25; 35) is designed, using at least one piece of information received from the bus (40), to determine an assignment which defines which time slot (S1 to S4) of the round (C) the transmitting / receiving device (12; 22; 32) for sending the frame (450; 460) for the send signal (TX1; TX2; TX3; TX4) on the bus (40). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine von dem Bus (40) empfangene Information ein den Start der Runde mitteilender Rahmen (SOCR) ist, und wobei die mindestens eine von dem Bus (40) empfangene Information zudem einen Rahmen-Identifizierer (451x) und/oder eine Zuordnung der Zeitschlitze (S1 bis S4) einer Runde (C) zu den Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) und/oder die Information umfasst, welche der Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) derzeit sendet.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 1 , wherein the at least one piece of information received from the bus (40) is a frame notifying the start of the round (SOCR), and wherein the at least one piece of information received from the bus (40) also includes a frame identifier (451x) and / or a Assignment of the time slots (S1 to S4) of a round (C) to the subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) and / or includes the information which of the subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) is currently sending. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, als die mindestens eine von dem Bus (40) empfangene Information zumindest den den Start der Runde mitteilenden Rahmen (SOCR) zu verwenden und einen Rahmen-Identifizierer (451x) eines Senders eines vom Bus (40) empfangenen Rahmens (450; 460) auszuwerten.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 1 or 2 , wherein the scheduling unit (15; 25; 35) is configured to use as the at least one piece of information received from the bus (40) at least the frame notifying the start of the round (SOCR) and a frame identifier (451x) of a sender of a evaluate the frame (450; 460) received from the bus (40). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, ein Datenfeld (DF) des den Start der Runde mitteilenden Rahmens (SOCR) auszuwerten, in welchem die mindestens eine von dem Bus (40) empfangene Information angeordnet ist.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the time planning unit (15; 25; 35) is designed to evaluate a data field (DF) of the frame (SOCR) which notifies the start of the round, in which the at least one piece of information received from the bus (40) is arranged. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist abzuwarten, bis die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) einen den Start der Runde mitteilenden Rahmen (SOCR) von dem Bus (40) empfangen hat, und ausgestaltet ist, daran anschließend mit den anderen Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) im Betrieb des Bussystems (100) unter Verwendung einer Priorität des Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) festzulegen, welchen Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden des Rahmens (450; 460) für das Sendesignal (TX1; TX2; TX3; TX4) auf den Bus (40) verwenden darf.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 1 or 2 , wherein the scheduling unit (15; 25; 35) is configured to wait until the communication control device (11; 21; 31) has received a frame notifying the start of the round (SOCR) from the bus (40) and is configured to follow this with the other subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) in the operation of the bus system (100) using a priority of the transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) to determine which time slot (S1 to S4 ) the round (C) may use the transmitting / receiving device (12; 22; 32) to transmit the frame (450; 460) for the transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) on the bus (40). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ausgestaltet ist, zumindest in einer Einschaltphase (C_E) des Busses (40) den Rahmen (450; 460) in eine erste Kommunikationsphase (451) und eine zweite Kommunikationsphase (452) aufzuteilen, und wobei in der ersten Kommunikationsphase (451) ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Busses (40) in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase (452) einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) bekommt.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the communication control device (11; 21; 31) is designed to at least in a switch-on phase (C_E) of the bus (40) the frame (450; 460) into a first communication phase (451) and a second communication phase (452), and wherein in the first communication phase (451) it is negotiated which of the subscriber stations (10, 20, 30) of the bus (40) gets an at least temporarily exclusive, collision-free access to the bus (40) in the subsequent second communication phase (452). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 6, wobei die Anzahl (SN) der Zeitschlitze (S1 bis S4) pro Runde (C) größer ist als die Anzahl der Zeitschlitze (S1 bis S4), die den Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) pro Runde (C) zugeordnet sind, und wobei in einem Zeitschlitz (S5), der keiner der Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) zugeordnet ist, in der ersten Kommunikationsphase (451) ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Busses (40) in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase (452) einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) bekommt.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 6 , the number (SN) of time slots (S1 to S4) per round (C) being greater than the number of time slots (S1 to S4) which the subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40 ) are assigned per round (C), and negotiation takes place in the first communication phase (451) in a time slot (S5) which is not assigned to any of the subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) , which of the subscriber stations (10, 20, 30) of the bus (40) in the subsequent second communication phase (452) receives an at least temporarily exclusive, collision-free access to the bus (40). Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die minimale Dauer eines Zeitschlitzes (S1 bis S4) eine Bitzeit eines Bits der ersten Kommunikationsphase (451) ist, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) optional ausgestaltet ist, in einem Zeitschlitz (S1 bis S4), der der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) zugeordnet ist, einen Rahmen (450; 460) mit einer Priorität zu senden, die höher ist als eine Priorität eines Rahmens (450; 460), welchen die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, in einem Zeitschlitz (S1 bis S4) zu senden, der einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) zugeordnet ist.Subscriber station (10; 30) after Claim 6 or 7th , wherein the minimum duration of a time slot (S1 to S4) is a bit time of a bit of the first communication phase (451), and wherein the scheduling unit (15; 25; 35) is optionally designed in a time slot (S1 to S4) which the Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) is assigned to send a frame (450; 460) with a priority which is higher than a priority of a frame (450; 460) which the scheduling unit (15; 25; 35) is designed to send in a time slot (S1 to S4) which is assigned to another subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40). Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die minimale Dauer eines Zeitschlitzes (S1 bis S4) zwei Bitzeiten eines Bits der ersten Kommunikationsphase (451) ist, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in dem zweiten Bit (B2_S1) eines Zeitschlitzes (S1 bis S4) der Runde (C) freizugeben, wenn eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) in dem ersten Bit (B1_S1) des Zeitschlitzes (S1 bis S4) ihre Sendegelegenheit (TO) ungenutzt verstreichen lässt.Subscriber station (10; 30) after Claim 6 or 7th , wherein the minimum duration of a time slot (S1 to S4) is two bit times of a bit of the first communication phase (451), and wherein the scheduling unit (15; 25; 35) is designed to allow the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) on the bus (40) in the second bit (B2_S1) of a time slot (S1 to S4) of the round (C) when another subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40 ) in the first bit (B1_S1) of the time slot (S1 to S4) lets its transmission opportunity (TO) pass unused. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ein Zählmodul (151; 251; 351) aufweist, das ausgestaltet ist, seinen Zählwert bei jedem von dem Bus (40) empfangenen Rahmen (450; 460) zu inkrementieren und bei jeder für einen Zeitschlitz (S1, S2, S3, S4) ungenutzt verstrichenen Sendegelegenheit (TO) zu inkrementieren, und wobei das Zählmodul (151; 251; 351) ausgestaltet ist, seinen Zählwert auf 1 zu setzen, wenn der den Start der Runde mitteilende Rahmen (SOCR) empfangen wurde.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the scheduling unit (15; 25; 35) has a counting module (151; 251; 351) which is designed to increment its count value for each frame (450; 460) received from the bus (40) and for each time slot (S1, S2, S3, S4) to increment unused elapsed transmission opportunity (TO), and wherein the counting module (151; 251; 351) is configured to set its count value to 1 when the frame notifying the start of the round (SOCR) has been received. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 10, wobei das Zählmodul (151; 251; 351) ausgestaltet ist, seinen Zählwert bei jedem von dem Bus (40) empfangenen Rahmen (450; 460) nach Empfang eines Bits zu inkrementieren, welches den Anfang eines Rahmens (450; 460) signalisiert, auch wenn der Rahmen (450; 460) später von der den Rahmen (450; 460) sendenden Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) wegen eines Fehlers abgebrochen wird.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 10 wherein the counting module (151; 251; 351) is designed to increment its count value for each frame (450; 460) received from the bus (40) after receiving a bit which signals the start of a frame (450; 460), even if the frame (450; 460) is later aborted by the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) sending the frame (450; 460) due to an error. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) für den nächsten Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) freizugeben, wenn der Zählwert des Zählmoduls (151; 251; 351) gleich der der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) zugeordneten Nummer des Zeitschlitzes (S1 bis S4) ist.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Claim 10 or 11 , wherein the scheduling unit (15; 25; 35) is designed to allow the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) to access the bus (40) for the next time slot (S1 to S4) of the round (C) to be released when the count value of the counting module (151; 251; 351) is equal to the number of the time slot (S1 to S4) assigned to the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) ausgestaltet ist, einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in einem Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) freizugeben, wenn die Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) oder eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) ihre Sendegelegenheit (TO) ungenutzt verstreichen lässt.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the time planning unit (15; 25; 35) is designed to allow the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) access to the bus over time (40) to be released in a time slot (S1 to S4) of the round (C) when the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) or another subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus ( 40) lets their transmission opportunity (TO) pass unused. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ausgestaltet ist, in dem Sendesignal (TX1; TX2; TX3; TX4) eine Teilnehmerstation-Nummer anzuordnen, die auf dem Bus (40) exklusiv der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) zugeordnet ist, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) zur Freigabe eines zeitlichen Zugriffs der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in dem der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) zugeordneten Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) ausgestaltet ist, wenn die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) eine Teilnehmerstation-Nummer in einem von dem Bus empfangenen Rahmen (450; 460) auswerten kann.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the communication control device (11; 21; 31) is designed to arrange a subscriber station number in the transmit signal (TX1; TX2; TX3; TX4) which is on the bus (40) exclusively for the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) is assigned, and wherein the time planning unit (15; 25; 35) for enabling temporal access of the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) to the bus (40) in the one assigned to the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) Time slot (S1 to S4) of the round (C) is designed when the time planning unit (15; 25; 35) can evaluate a subscriber station number in a frame (450; 460) received from the bus. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Zeitschlitze (S1 bis S4), die der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) pro Runde (C) zugeordnet sind, zumindest zeitweise ungleich einer Anzahl von Zeitschlitzen (S1 bis S4) ist, die einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) pro Runde (C) zugeordnet sind.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, the number of time slots (S1 to S4) assigned to the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) per round (C) , is at least temporarily unequal to a number of time slots (S1 to S4) which are assigned to another subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) per round (C). Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) ausgestaltet ist, pro Zeitschlitz (S1 bis S4) mehr als einen Rahmen (450; 460) auf den Bus (40) zu senden, und/oder wobei die Anzahl der Rahmen (450; 460), welche die Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) pro Zeitschlitz (S1 bis S4) auf den Bus (40) senden darf, zumindest zeitweise ungleich einer Anzahl von Rahmen (450; 460) ist, die eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) pro Zeitschlitz (S1 bis S4) auf den Bus (40) senden darf.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) is designed to have more than one frame (450; 460) per time slot (S1 to S4) ) on the bus (40), and / or wherein the number of frames (450; 460) which the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) per time slot (S1 to S4) on the bus (40 ) is allowed to send, is at least temporarily unequal to a number of frames (450; 460) that another subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) per time slot (S1 to S4) on the bus (40 ) may send. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ausgestaltet ist, am Anfang eines rezessiven Bits in dem der Teilnehmerstation zugeordneten Zeitschlitz einen Dominantpuls (P) zu senden, der kürzer als die Bitzeit des rezessiven Bits (B1_S1) ist, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ihre Sendegelegenheit (TO) ungenutzt verstreichen lässt.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the communication control device (11; 21; 31) is designed to send a dominant pulse (P) at the beginning of a recessive bit in the time slot assigned to the subscriber station, which is shorter than the bit time of the recessive bit (B1_S1) when the communication control device (11; 21; 31) lets its transmission opportunity (TO) pass unused. Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) derart ausgestaltet ist, dass die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) je nach zeitlichen Anforderungen an die Kommunikation auf dem Bus (40) ein- oder ausschaltbar ist, oder dass ein Betriebsmodus der Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) durch Konfiguration von vorbestimmten Parametern (SN, W) im laufenden Betrieb des Bussystems (100) änderbar ist, wobei der Betriebsmodus der Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) einen vorbestimmten Modus einer Kommunikation auf dem Bus (40) festlegt.Subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) is designed such that the scheduling unit (15; 25; 35) depending on the time requirements to the communication on the bus (40) can be switched on or off, or that an operating mode of the time planning unit (15; 25; 35) can be changed by configuring predetermined parameters (SN, W) during operation of the bus system (100), wherein the operating mode of the scheduling unit (15; 25; 35) defines a predetermined mode of communication on the bus (40). Bussystem (1), mit einem Bus (40), mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können, wobei mindestens eine der Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) eine Master-Teilnehmerstation (10; 20; 30) zum Senden eines Rahmens (SOCR) ist, welcher den mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 1 bis 4) den Start einer Runde einer Kommunikation auf dem Bus (40) mitteilt, wobei optional mindestens ein Backup-Master (10; 20; 30) zum zusätzlichen Ausführen der Funktion der Master-Teilnehmerstation (10; 20; 30) auf dem Bus (40) vorgesehen ist.Bus system (1), with a bus (40), at least two subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) according to one of the preceding claims, wherein the at least two subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) are connected to one another via the bus (40) in such a way that they are serially can communicate with each other, wherein at least one of the subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) is a master subscriber station (10; 20; 30) for sending a frame (SOCR) which the at least two subscriber stations (10; 20; 30; 1 to 4) notifies the start of a round of communication on the bus (40), at least one backup master (10; 20; 30) being optionally provided for additionally performing the function of the master subscriber station (10; 20; 30) on the bus (40). Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem (100), wobei das Verfahren mit einer Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Bussystems (100) ausgeführt wird, die eine Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) und eine Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Steuern, mit einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31), einer Kommunikation der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Bussystems (100), und Senden, mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32), eines von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) erzeugten Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) in einem Rahmen (450; 460) auf einen Bus (40) des Bussystems (100) gemäß der Planung einer Zeitplanungseinheit (15; 25; 35), welche einen zeitlichen Zugriff der Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) auf den Bus (40) in mindestens einem Zeitschlitz (S1 bis S4) einer Runde (C) von zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen (S1 bis S4) plant, wobei in einer Runde (C) für jede Teilnehmerstation (10; 20; 30; 1 bis 4) des Busses (40) zum Senden ihres Sendesignals (TX1; TX2; TX3; TX4) mindestens ein Zeitschlitz (S1 bis S4) vorgesehen ist und sich die Runde (C) zyklisch wiederholt, und wobei die Zeitplanungseinheit (15; 25; 35) unter Verwendung mindestens einer von dem Bus (40) empfangenen Information in der Lage ist eine Zuordnung zu bestimmen, die festlegt, welchen Zeitschlitz (S1 bis S4) der Runde (C) die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden des Rahmens (450; 460) für das Sendesignal (TX1; TX2; TX3; TX4) auf den Bus (40) verwenden darf.Method for communication in a serial bus system (100), the method being carried out with a subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus system (100) which has a communication control device (11; 21; 31) and a transmission / Receiving device (12; 22; 32), the method comprising the steps of Controlling, with a communication control device (11; 21; 31), a communication of the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) with at least one other subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus system (100), and Sending, with a transmitting / receiving device (12; 22; 32), a transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) generated by the communication control device (11; 21; 31) in a frame (450; 460) on a bus ( 40) of the bus system (100) according to the planning of a time planning unit (15; 25; 35) which allows the subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) to access the bus (40) in at least one time slot (S1 to S4) plans a round (C) of consecutive time slots (S1 to S4), wherein at least one time slot (S1 to S4) is provided in a round (C) for each subscriber station (10; 20; 30; 1 to 4) of the bus (40) for sending its transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) and the round (C) repeats itself cyclically, and wherein the scheduling unit (15; 25; 35) using at least one piece of information received from the bus (40) is able to determine an assignment which defines which time slot (S1 to S4) of the round (C) the transmission / Receiving device (12; 22; 32) for sending the frame (450; 460) for the transmission signal (TX1; TX2; TX3; TX4) on the bus (40).
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